DE1117179B - Zirkularpolarisierter Wendelstrahler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wendelstrahler für Zirkularpolarisation mit guter Anpassung für relativ breite Frequenzbänder. Er dient der Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel.

Es ist bekannt, für die Ausstrahlung oder den Empfang sehr kurzer elektromagnetischer Wellen eine Antenne vorzusehen, welche aus einem in Form einer Spule gewickelten Leiter besteht und die mit einem Reflektor versehen ist. Eine solche »Spulenantenne« kann in mehreren voneinander verschiedenen Betriebsarten betrieben werden, beispielsweise in zirkularer Polarisation. Solche Antennen werden hauptsächlich als umgeschirmte Aktivstrahler verwendet, da sie ihrer Natur nach Längsstrahler sind mit relativ großer Bündelung. Sie besitzen dann ungefähr zehn Windungen und sind auf maximalen Gewinn dimensioniert.

Geschirmte Aktivstrahler (Wendelstrahler) für zirkulär polarisierte Wellen sind ebenfalls bereits bekanntgeworden. Sie wurden bisher jedoch nicht als Aueleuchtantenne für Parabolspiegel mit großem öffnungswinkel verwendet.

Diese bekannten Anordnungen besitzen für die Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel nachteilige Eigenschaften. Wird eine solche Antenne über ein großes Frequenzintervall betrieben, dann wandert das Phasenzentrum. Diese Tatsache führt zu Gewinneinbußen und zu ungleichmäßigen Flächenwirkungsgraden. Infolge zu scharfer Bündelung werden die Spiegel zu schwach ausgeleuchtet, was zu geringen Flächenwirkungsgraden führt. Auch die erzielbare Rückdämpfung ist hierbei ungenügend. Ferner ist die Anpassung solcher Wendelstrahler über einen größeren Frequenzbereich für Richtfunkbetrieb mit den bekannten Kompensationseinrichtungen nicht befriedigend.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.

Bei einem zirkularpolarisierten Wendelstrahler für relativ breite Frequenzbänder, der durch ein metallisches Gehäuse geschirmt ist und zur Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel dient, wird deshalb erfindüngsgemäß vorgeschlagen, innerhalb des Wendelkörpers einen verschiebbaren metallischen Hilfsreflektor anzuordnen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Hierbei dient der Wendelstrahler zur Ausleuchtung eines Parabolspiegels mit einem großen öffnungswinkel (größer als 140°). Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt; die in der Zeichnung dar-Zirkularpolarisierter Wendelstrahler

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dipl.-Ing. Horst Geschwinde

und Dipl.-Ing. Wolfgang Krank, Backnang (Württ), sind als Erfinder genannt worden

gestellte Antennenanordnung dient lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens.

Die oben angeführten Nachteile werden durch Verwendung eines besonders dimensionierten Hilfsrefiektors und einer vollständigen Abschirmung des Wendelstrahlers vermieden.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Antennenanordnung im Schnitt dargestellt. Mit 1 ist ein Teil eines Parabolspiegels bezeichnet. Im Zentrum dieses Spiegels ist eine koaxiale Speiseleitung 2 angeordnet, deren Abschirmrnantel 3 gleichzeitig als Halterung für den Wendelstrahler dient. Dieser Wendelstrahler befindet sich innerhalb des zylinderförmigen Gehäuses 4, welches gegen den Parabolspiegel 1 hin geöffnet ist. Dieses Gehäuse kann auch einen konusförmigen Verlauf besitzen. Der eigentliche Wendelkörper 5 ist zentral in diesem Gehäuse 4 angeordnet, wobei zur Speisung der Innenleiter 7 des Kabels 2 an der Stelle 6 mit dem Wendelleiter 5 galvanisch verbunden ist. Der Wendelkörper kann selbsttragend ausgeführt sein oder wie beim Ausführungsbeispiel auf einen dielektrischen Hohlkörper 8 aufgewickelt werden. Die Dielektrizitätskonstante sol hierbei kleiner als 2,5 sein·. Zweckmäßigerweise ist der Wendelleiter 5 dann eine dünne Metallfolie, deren Breite höchstens ¹I₅₀ l_u beträgt.

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Natürlich kann der Wendelkörper aufgeklebt werden, um eine mechanische Verlagerang zu vermeiden. Es ist auch möglich, den Leiter 5 mit Hilfe von bekannten Verfahren aufzuspritzen. Die Ganghöhe des Wendelkörpers beträgt ungefähr ¹U X₁₁, wobei X_n die größte übertragene Wellenlänge ist. Beim Ausführungsbeispiel wurden zwei ganze Windungen für den Wendelkörper gewählt mit einem Wendeldurchmesser von ungefähr ¹U X_n.

Das Gehäuse 4 ist wie der Wendelkörper V2 X₁₁ lang und besitzt einen Durchmesser von ebenfalls Va I₁₁. Auf der dem Parabolspiegel abgewandten Seite ist das Gehäuse 4 stark abgerundet. Zum Schutz des Wendelkörpers gegen Witterangseinflüsse ist das Gehäuse mit einer dielektrischen Platte 9 verschlossen.

Der Wendelstrahler der Fig. 1 besitzt einen Hilfsreflektor 10 zur Anpassung, der auf dem Kabel 2 verschiebbar angeordnet ist. Mit ihm ist es möglich, die Ortskurve eines bekannten Wendelstrahlers, wie sie in der Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist, so zusammenzuziehen, wie dies die ausgezogene Kurve darstellt. Mit X₀ und X₁₁ ist hierbei die kleinste bzw. größte Wellenlänge bezeichnet, mit der die Antenne betrieben werden soll. Der günstigste Abstand des Hilfsreflektors 10 vor der Rückwand 11 des Gehäuses ergab sich beim Ausführungsbeispiel zu etwa ¹A X_n. Als Hilfsreflektor dient hierbei eine dünne kreisförmige Metallscheibe mit einem ungefähren Umfang von V2 /„. Die Wirkung des Hilfsreflektors kann noch verbessert werden durch eine dünne Metallfolie 12, welche auf dem Rand der Scheibe aufgebracht ist. Diese Folie verläuft etwa parallel zur Spulenachse und besitzt eine Breite von ungefähr ¹Z₃₀ X₁₁.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Antennenanordnung ergibt auch bei einem Frequenzintervall größer als 1,4 ein eindeutiges Phasenzentrum sowie ein gutes Achsenverhältnis. Durch die besondere Dimensionierung wird eine wesentliche Charakteristikverbreiterung erzielt, wie dies zur einwandfreien Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel erforderlich ist. Die folgende Tabelle zeigt die erzielte Verbesserang bei einem Frequenzintervall von 1,6 zwischen der höchsten und niedrigsten Frequenz /₀ bzw. /„ gegenüber bekannten Antennenanordnungen, deren Werte in Klammern angegeben sind:

f_n 10 db Breite 190° (145°).
/₀ 10 db Breite 130° (85°).

Bei hohen Frequenzen wird somit eine Verbreiterang von ungefähr 50 % erzielt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zirkularpolarisierter Wendelstrahler für relativ breite Frequenzbänder, der durch ein metallisches Gehäuse geschirmt ist und zur Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel dient, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Wendelkörpers ein· verschiebbarer metallischer Hilfsreflektor angeordnet ist.

2. Wendelstrahler nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsreflektor eine dünne Metallscheibe ist, deren Umfang ungefähr ¹ZiX₁₁ beträgt, wobei mit X₁₁ die größte übertragene Wellenlänge bezeichnet wird.

3. Wendelstrahler nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsreflektor an seinem Rand mit einer dünnen Metallfolie verbreitert ist, die ungefähr parallel zur Wendelachse verläuft und eine Breite von etwa V₃₀ X_n besitzt.

4. Wendelstrahler nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Ausleuchtung von Parabolspiegeln mit großem Öffnungswinkel dient.

5. Wendelstrahler nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Schirmung dienende Gehäuse einen Durchmesser sowie eine Länge von ungefähr ¹ItX_n besitzt, wobei der Wendelkörper aus zwei vollen Windungen besteht mit einer Ganghöhe und einem Wendeldurchmesser von etwa ¹U X_n.

6. Wendelstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsreflektor ungefähr im Abstand von ¹U X₁₁ vor der Rückwand des Gehäuses angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1015 870.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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