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Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen Zusatz zum Patent:
1028 631 Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische
Wellen, bestehend aus einem Hornstrahler zum Betrieb mit linear polarisierten Wellen
beliebiger Polarisationsebene, der über seine ganze Länge kreisförmigen Querschnitt
besitzt und an dem der Apertur abgewandtem Ende unter Bildung einer rotationssymmetrischen
Sprungstelle in eine Hohlleitung kreisförmigen Querschnitts übergeht, und in dem
als eine weitere rotationssymmetrische Sprungstelle eine dielektrische Scheibe etwa
ein Achtel der mittleren Betriebswellenlänge von der Apertur entfernt angeordnet
ist, nach Patent 1028 631; die mit einem Heizkörper versehen ist.
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Für Richtantennen der vorbezeichneten Art ist es erforderlich, einen
Schutz gegen Witterungseinflüsse, vor allem gegen eine Vereisung, vorzusehen. Dies
geschieht häufig in der Weise, daß der Hornstrahler mit einer Haube aus Isolierstoff
umschlossen wird. Am Hornstrahler selbst werden Mittel, wie Heizspiralen u. ä.,
zur Aufheizung der Hornstrahlerwandung vorgesehen. Diesen bekannten Ausführungsformen
haftet der Nachteil an, daß unvermeidbare Reflexionen der Schutzhaube existieren,
die besondere Kompensationsmaßnahmen erfordern, und daß die Haube bei Aufstellung
der Richtantenne im Freien einen Eisansatz tragen kann, wenn die Außentemperatur
unter ein gewisses Maß absinkt. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde versucht,
in der öffnungsebene des Hornstrahlers oder zumindest fast in der öffnungsebene
eine Platte aus dielektrischem Material als Abschluß einzusetzen und diese Platte
durch eingelegte sehr dünne Heizdrähte aufzuheizen. Diese Lösung hilft zwar dem
Mangel der Vereisung ab, erschwert jedoch die Anpassung der Antenne an ihre zugehörige
Hochfrequenzleitung wesentlich. Außerdem ist eine unvermeidbare Beschränkung hinsichtlich
der Polarisation der über die Antenne auszustrahlenden oder aufzunehmenden Wellen
gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf
dem es möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Richtantenne für sehr kurze
elektromagnetische Wellen der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung in
der Weise gelöst, daß der Heizkörper derart in der Wandung des Hornstrahlers angeordnet
ist, daß eine Aufheizung sowohl dieser Wandung als auch der dielektrischen Scheibe
erfolgt, daß diese Scheibe aus einem verlustarmen Dielektrikum hoher Wärmebeständigkeit
besteht und mittels einer Preßverbindung in der Wandung des Hornstrahlers gehalten
ist.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die Zeichnung zeigt einen Hornstrahler 1 mit leicht trichterförmigem
Öffnungsteil, der an seinem der Apertur abgewandten Ende unter Zwischenfügung einer
der Anpassung dienenden - entsprechend der Lehre nach dem Hauptpatent dimensionierten
- rotationssymmetrischen Sprungstelle in eine Hohlleitung 3 kreisförmigen Querschnitts
übergeht. In einer Entfernung von etwa einem Achtel der Hohlleiterwellenlänge, von
der Apertur aus gerechnet, ist eine Platte 4 aus dielektrischem Material eingefügt,
die ebenfalls entsprechend der Lehre nach dem Hauptpatent zur Anpassung dient.-
Die Platte 4 besteht erfindungsgemäß aus einem dielektrischen Material mit hoher
Wärmebeständigkeit, beispielsweise einem Glasfasergewebe, das mit einem Silikonharz
versteift ist. Die Platte 4 ist mittels einer Schraubverbindung S wenigstens nahezu
luftdicht, mit gutem Wärmekontakt, im Hornstrahler 1 eingepreßt. Ein weiteres geeignetes
Material ist Polytetrafluoräthylen (dieses Material ist- beispielsweise unter dem
eingetragenen Warennamen »Teflon« erhältlich, das mittels eines Glasfasergewebes
verstärkt ist. Die über die dargestellte Schraubverbindung mechanisch miteinander
verbundenen Teile der Richtantenne schließen einen Heizkörper 6 ein, der seine Wärme
unmittelbar an die Hornstrahlerwandung abgibt. Von hier aus fließt die Wärme zu
der dielektrischen Platte 4.
Zur Vermeidung von Mantelwellen ist
der Hornstrahler in an sich bekannter Weise noch mit einem Sperrtopf 7 versehen.
Die beim Ausführungsbeispiel angewendete Heizung hat zugleich den Vorteil, daß sie
auch diesen Sperrtopf vor Witterungseinflüssen, wie einer Vereisung, schützt.
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Die dargestellte Anordnung vereinigt in sich zwei wesentliche Vorteile
gegenüber den eingangs geschilderten bekannten Anordnungen: Einerseits werden eine
Vereisung und auch jeder andere Witterungseinfluß, wie Feuchtigkeitsniederschlag,
durch die Aufheizung sowohl an der dielektrischen Abschlußplatte 4 als auch im und
am Hornstrahler vermieden. Andererseits dient die Abschlußplatte zugleich zur Verbesserung
der Anpassung zwischen dem an die Hornstrahlerapertur anschließenden freien Raum
und der Hohlleitung 3 in der Querschnittsebene der rotationssymmetrischen Sprungstelle
2. Als Heizvorrichtung 6 hat sich vor allem die Verwendung einer Heizspirale als
vorteilhaft erwiesen, die mittels Federkraft an die dem Hornstrahlerinneren benachbarte
Begrenzungswand einer geeigneten Aussparung in der Hornstrahlerwandung angepreßt
wird.
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In der Praxis empfiehlt es sich, den Hohlleiter und damit den Hornstrahler
unter Überdruck zu setzen, damit aus Undichtigkeitsstellen nur Luft entweichen,
aber feuchte Außenluft nicht eindringen kann. In diesem Fall es ist zweckmäßig,
die dielektrische Abschlußplatte so stabil zu gestalten, daß sie durch den überdruck
nicht in störender Weise durchgebogen bzw. gewölbt wird. Für die vorgenannten Materialien
ist z. B. bei einer Plattenfläche von etwa 1 qdm und einem überdruck von etwa 0,1
bis 0,2 Atm. eine Plattenstärke von 0,3 bis 0,5 mm durchaus ausreichend, während
z. B. reines Polytetrafluoräthylen (dieses Material ist beispielsweise unter dem
eingetragenen Warennamen »Teflon« erhältlich) diesen Bedingungen nicht gewachsen
wäre.