DE1010124B

DE1010124B - Directional antenna

Info

Publication number: DE1010124B
Application number: DET11119A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Koch
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1955-07-08
Filing date: 1955-07-08
Publication date: 1957-06-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Parabolspiegel, der als Rotations- oder als Zylinderparabol ausgebildet sein kann, und einer in dem Brennpunkt bzw. in der Brennlinie des Parabols angeordneten Erregerantenne.The invention relates to a directional antenna for very short electromagnetic waves, consisting of from a parabolic mirror, which can be designed as a rotary parabolic or a cylindrical parabolic, and one in the focal point or in the focal line of the parabolic exciter antenna.

Insbesondere in der Richtstreckentechnik kommt es darauf an, daß die Strahlung des Parabolspiegels im wesentlichen nur in eine Richtung ausgesendet wird und die sogenannten Nebenmaxima vernachlässigbar gering sind. Zur Verringerung dieser Nebenmaxima ist bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden. Diese Vorschläge laufen alle mehr oder weniger darauf hinaus, vor dem Parabolspiegel Blenden in einer Querschnittsfläche, die parallel zur Apertur des Parabols liegt, anzuordnen. Die mit derartigen Anordnungen erzielbaren Diagramme befriedigen indes keineswegs, vielmehr treten zum Teil mehr oder weniger starke Nebenmaxima in zum Teil rückwärtiger Richtung, bezogen auf die Hauptstrahlrichtung, auf.Particularly in straightening line technology, it is important that the radiation from the parabolic mirror in the is essentially only emitted in one direction and the so-called secondary maxima are negligible are low. A number of proposals have already been made to reduce these secondary maxima been. These suggestions all more or less boil down to being in front of the parabolic mirror To arrange diaphragms in a cross-sectional area that is parallel to the aperture of the parabolic. With However, diagrams that can be achieved with such arrangements are by no means satisfactory; more or less strong secondary maxima in a partly backward direction, based on the main beam direction, on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der es ermöglicht, alle diese Nebenmaxima in ihrem Wert wesentlich zu reduzieren.The invention is based on the object of showing a way which enables all these secondary maxima to reduce significantly in their value.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Parabolspiegel zumindest für die Strahlungsdiagrammebenen, in denen die wesentliche Vorbeistrahlung der Erregerantenne erfolgt, mit Abschirmblechen zu versehen, die unmittelbar am Spiegelrand angesetzt sind und in Richtung der Hauptstrahlrichtung des Parabols weisen. Des weiteren sind diese Abschirmbleche derart auszubilden und anzuordnen, daß die Apertur des Parabolspiegels im wesentlichen unverändert ist.According to the invention it is proposed to use the parabolic mirror at least for the radiation diagram planes, in which the main radiation of the exciter antenna takes place, to be provided with shielding plates that are placed directly on the edge of the mirror and in the direction of the main beam direction of the parabolic point. Furthermore, these shielding plates are to be designed and arranged in such a way that the aperture of the parabolic mirror is essentially unchanged.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der Abb. 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Richtantenne dargestellt, bestehend aus einem Rotationsparaboloid 1, in dessen Brennpunkt 2 die . als Hornstrahler ausgebildete Erregerantenne 3 angeordnet ist. Unmittelbar am Rande des Parabolspiegels 1 angesetzt ist ein zylindrischer Abschirmmantel 4, der die wesentliche Vorbeistrahlung der Erregerantenne an dem Parabol 1 beseitigt. Der Abschirmmantel 4 ist deshalb zylindrisch gewählt, um die Apertur des Parabolspiegels 1 unverändert beizubehalten.In Fig. 1, a directional antenna designed according to the invention is shown, consisting of a paraboloid of revolution 1, in whose focus 2 the. arranged as a horn antenna exciter antenna 3 is. Immediately attached to the edge of the parabolic mirror 1 is a cylindrical shielding jacket 4, which the essential radiation of the exciter antenna on the parabolic 1 is eliminated. The shielding jacket 4 is therefore chosen to be cylindrical in order to keep the aperture of the parabolic mirror 1 unchanged.

Während sich ohne den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abschirmmantel 4 ein Strahlungsdiagramm ergeben würde, wie es etwa der Abb. 2 entspricht, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht, daß im wesentlichen nur die Hauptkeule H im Strahlungsdiagramm auftritt. Die bei den bekannten Anordnungen auftretenden Nebenmaxima ü sind nämlich durch die Vorbeistrahlung der Erregerantenne 3 an dem Parabol 1 verursacht, während gemäß der , RichtantenneWhile a radiation diagram would result without the shielding jacket 4 proposed according to the invention, as roughly corresponding to FIG. 2, the arrangement according to the invention means that essentially only the main lobe H appears in the radiation diagram. The secondary maxima u occurring in the known arrangements are namely caused by the radiation of the exciter antenna 3 past the parabolic 1, while according to the directional antenna

Anmelder:Applicant:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr.-Ing. Gerhard Koch, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Gerhard Koch, Ulm / Danube,
has been named as the inventor

weiteren Erkenntnis das rückwärtige Nebenmaximum R bei den bekannten Anordnungen durch vom Spiegelrand 5 in rückwärtiger Richtung sich ablösende Kugelwellen verursacht wird. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Abstimmantel hat daher verschiedenartige Wirkungen. Einerseits wird durch die Aperturbedingung erzielt, daß sich die Windangriffsfläche nicht nennenswert erhöht und gleichzeitig die Bündelungseigenschaften des Parabols erhalten bleiben. Zum anderen wird die im Diagramm der Abb. 2 mit ü bezeichnete Vorbeistrahlung des Erregerstrahlers 3 sozusagen abgedeckt und tritt daher im Strahlungsdiagramm nicht mehr auf. Die Rückstrahlung R kann sich praktisch nicht mehr ausbilden, da unmittelbar in rückwärtiger Richtung gehende Kugelwellen in ihrer Ausbildung durch den Mantel 4 unterbunden sind. Um ein Zahlenbeispiel über die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung zu geben, wurde bei einem über einen Hornstrahler gespeisten Parabolspiegel, auf den ein zylindrischer Ring aufgesetzt war, im Vergleich zu dem gleichen Parabolspiegel ohne Ring festgestellt, daß die Vorbeistrahlung in der elektrischen Ebene des Strahlungsdiagramms ohne Abstimmantel etwa 37 db betrug, während sie mit Abschirmmantel stets größer als 50 db war, meistens sogar unterhalb der Meßgenauigkeit lag. In der magnetischen Ebene ergaben sich entsprechende Werte von 31 db und über 40 db. Das Ansetzen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abschirmbleche kann in manchen Fällen zu einer Verringerung des Antennengewinns führen und unter Umständen zu einer geringfügigen Vergrößerung der Nebenmaxima in der Nähe der Hauptkeule. In diesen Fällen läßt sich jedoch auf relativ einfache Weise eine Abhilfe schaffen, und zwar durch Reflexionsfreimachen der Abschirmbleche zumindest auf den dem Erregerstrahler zugewendeten Flächen. Dieses Reflexionsfreimachen läßt sich beispielsweise durchfurther knowledge that the rear secondary maximum R in the known arrangements is caused by spherical waves detaching from the mirror edge 5 in the rearward direction. The tuning jacket proposed according to the invention therefore has various effects. On the one hand, the aperture condition ensures that the area exposed to the wind does not increase significantly and, at the same time, the bundling properties of the parabolic are maintained. On the other hand, the radiation past the exciter emitter 3, denoted by ü in the diagram in FIG. 2, is covered, so to speak, and therefore no longer occurs in the radiation diagram. The reflection R can practically no longer develop, since spherical waves going directly in the rearward direction are prevented in their formation by the jacket 4. To give a numerical example of the effect of the arrangement according to the invention, it was found in a parabolic mirror fed by a horn antenna, on which a cylindrical ring was placed, in comparison to the same parabolic mirror without a ring, that the radiation in the electrical plane of the radiation diagram without tuning jacket was about 37 db, while with the shielding jacket it was always greater than 50 db, mostly even below the measurement accuracy. Corresponding values of 31 db and over 40 db were found in the magnetic level. Attaching the shielding plates proposed according to the invention can in some cases lead to a reduction in the antenna gain and, under certain circumstances, to a slight increase in the secondary maxima in the vicinity of the main lobe. In these cases, however, a remedy can be created in a relatively simple manner, to be precise by clearing the shielding plates from reflections, at least on the surfaces facing the exciter radiator. This clearing of reflection can be done, for example

709 548/316709 548/316

Aufbringen eines wellenabsorbierenden Überzuges in Form von Graphit oder einem graphitähnlichen bzw. in der Wirkung gleichen Material erzielen.Application of a wave-absorbing coating in the form of graphite or a graphite-like or achieve the same material in effect.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene ABschirmblech kann auch anders als in Form eines rohrförmigen zylindrischen Ansatzes ausgebildet werden. Beispielsweise genügt es, für Erreger mit nicht rotationssymmetrischer Charakteristik seitliche Abschirmbleche in den Ebenen an den Spiegel anzusetzen, in welchen die größte Vorbeistrahlung erfolgt. Bei runden Spiegeln würden dann diese Abschirmbleche zweckmäßig jeweils etwa die Form einer Mondsichel, bei rechteckigen Spiegeln zweckmäßig etwa die eines Dreiecks besitzen.The shielding plate proposed according to the invention can also be designed other than in the form of a tubular cylindrical extension. For example, it is sufficient for exciters with non-rotationally symmetrical characteristics to use lateral shielding plates to be applied in the planes of the mirror in which the greatest radiation is received. In the case of round mirrors, these shielding plates would then each have approximately the shape of a Crescent moon, with rectangular mirrors it is advisable to have that of a triangle.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auch in Verbindung mit einem Parabolspiegel in Form eines Quadrats oder Rhombus anwendbar. Wie bereits vorgeschlagen wurde, lassen sich mit derartigen Spiegeln besonders geringe Nebenmaxima in einer < Sendeebene dann erzielen, wenn der Spiegel so aufgestellt wird, daß eine seiner Diagonalen in die Sendeebene zu liegen kommt. Mit diesen Spiegeln unter gleichzeitiger Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abschirmbleche läßt sich dann erreichen, daß praktisch sämtliche Nebenmaxima in ihrem Einfluß vernachlässigbar gering werden.The invention is also particularly advantageous in connection with a parabolic mirror in the form of a Square or rhombus applicable. As has already been suggested, can be with such Mirroring achieve particularly low secondary maxima in a <transmission plane if the mirror is set up in this way is that one of its diagonals comes to lie in the transmission level. With these mirrors with simultaneous use of the shielding plates proposed according to the invention it can then be achieved that practically all secondary maxima are negligibly small in their influence.

Claims

Patent claims:

1. Directional antenna for very short electromagnetic waves, consisting of a parabolic mirror, an exciter antenna is arranged in the focal point or focal line, characterized in that, that the parabolic mirror at least for the radiation diagram planes, in which, the essential Radiation of the exciter antenna takes place, is provided with shielding plates, which are immediately are attached to the edge of the mirror and point in the direction of the main radiation of the parabolic, and that these shielding plates are designed and arranged in such a way that the aperture of the parabolic mirror is essentially unchanged.

2. Arrangement according to claim 1 with a parabolic mirror circular aperture and one from the rotational symmetry deviating excitation characteristics such. B. that of a dipole pathogen or a horn radiator, characterized in that the shielding plates are crescent-shaped are trained.

3. Arrangement according to claim 1 with a parabolic mirror of rectangular or square Shape and an excitation characteristic deviating from the rotational symmetry, such as B. that of a dipole exciter or a horn antenna, characterized in that the shielding plates are at least approximately triangular are trained.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that a shielding plate on the Mirror directly attached tubular cylinder is provided.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shielding plate is provided with wave-absorbing material at least on the surface facing the exciter antenna, preferably in such a way that it Surface of the shielding plate is reflection-free.

Considered publications:
German patent application P 9364 VIII a / 21 a *.

1 sheet of drawings