DE1280991B - Einrichtung zur selbsttaetigen Nachsteuerung einer Hornantenne in die Richtung empfangener Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

GOIs

Deutsche KL: 21 a4 - 48/32

Nummer: 1280991

Aktenzeichen: P 12 80 991.5-35 (C 37354)

Anmeldetag: 9. November 1965

Auslegetag: 24. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Nachsteuerung einer Hornantenne in die Richtung empfangener Hochfrequenzschwingungen mit im wesentlichen linearer Polarisation, bei der die Hornantenne in einen runden Hohlleiter übergeht, an den vier Hohlraumresonatoren zur Auskopplung bestimmter Wellenformen angekoppelt sind, und bei der die aus den Hohlraumresonatoren entnommenen Schwingungen zur selbsttätigen Nachsteuerung der Antennenausrichtung verwendet sind.

Um ein Signal des Bereiches der von einem Satelliten, insbesondere einem Fernmeldesatelliten, übertragenen Hyperfrequenzen zu empfangen, ist es bekannt, die Achse maximaler Empfindlichkeit einer Empfangsantenne genau auf den Satelliten mittels eines Servomechanismus ausgerichtet zu halten, der von zwei Eingangssignalen erregt ist, die durch die Demodulation der beiden Signale durcheinander geliefert und »Summensignal« bzw. »Fehlersignal« genannt werden.

Es ist insbesondere bekannt, eine erste Demodulation zwischen einem ersten Summensignal und dem Fehlersignal, was z. B. ein Azimut-Korrektursignal ergibt, und eine zweite Demodulation zwischen einem zweiten Summensignal, das von dem ersten Summensignal durch eine 90°-Phasenverschiebung abgeleitet ist, und dem Fehlersignal auszuführen, was ein Höhen-Korrektursignal ergibt. Das Summensignal hängt nicht von der Fehlausrichtung oder Abweichung der Antenne bezüglich derjenigen Achse ab, die die Mitte der Mündung der Antenne, z. B. eines Homes, mit dem Satelliten verbindet. Dagegen hängt das Fehlersignal von der Abweichung ab und verschwindet bei der Abweichung Null.

Aus der USA-Patentschrift 3 259 899 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Nachsteuerung einer Hornantenne in die Richtung empfangener Hochfrequenzschwingungen bekannt, bei der die Hornantenne in einen runden Hohlleiter übergeht, an den vier Hohlraumresonatoren zur Auskopplung bestimmter Wellenformen angekoppelt sind. Die in verschiedenen Ebenen angeordneten Hohlraumresonatoren liefern zwei partielle »Summen«-Signale sowie ein Fehlersignal, das von der Anregung des zylindrischen Modus E₀₁ herrührt.

Da der Modus E₀₁ einen radialen elektrischen Feldvektor aufweist, folgt, daß, wenn der in linearer Polarisation sendende Satellit auf einem Teil seiner Bahn eine konstante radiale Verschiebungsrichtung mit einer solchen Orientierung seiner Sendeantenne beibehält, daß die ausgesandte Welle um 90° zu der Verschiebungsrichtung versetzt ist, also auch eine Einrichtung zur selbsttätigen Nachsteuerung
einer Hornantenne in die Richtung empfangener
Hochfrequenzschwingungen

Anmelder:

Compagnie Generale d'Electricite, Paris
Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
und Dipl.-Phys. Dr. G. Manitz, Patentanwälte,
8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Jean Renaudie, Antony, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 20. November 1964 (995 801) --

90°-Verschiebung mit dem elektrischen Feld des Modus aufweist, kein Fehlersignal vorliegt. Solange dieser Zustand anhält, empfängt der Servomechanismus auf Grund des Ausbleibens eines Fehlersignals kein Steuersignal mehr, und die Nachsteuerung kann nicht mehr erfolgen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur selbsttätigen Nachsteuerung einer Hornantenne in die Richtung empfangener Hochfrequenzschwingungen mit im wesentlichen linearer Polarisation, die einfach aufgebaut ist, betriebssicher arbeitet und ein Fehlersignal liefert, das für j ede Polarisationsrichtung der empfangenen Welle ungleich Null ist.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs angeführten Gattung, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß vier in einer zur Hohlleiterachse senkrechten Ebene liegende Hohlraumresonatoren vorgesehen sind, die zu zwei diametral gegenüberliegenden Paaren nach zwei etwa einen Winkel zwischen 40 und 50° einschließenden Durchmessern gruppiert und so dimensioniert und angeordnet sind, daß sie gleichzeitig durch den Modus H₁₁ und den Modus H₂₁ angeregt werden.

Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen den beiden Durchmessern 45°.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die vier Hohlräume jeweils mit einem Rechteckhohlleiter gekoppelt, der den Modus H_n bzw. den Modus H₂₁ weiterleitet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

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F i g. 1 einen zylindrischen, das Summensignal erzeugenden Modus,

Fig. 2 einen zylindrischen, das Fehlersignal erzeugenden Modus,

F i g. 3 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 ein Funktionsschema, welches veranschaulicht, wie man aus den Hohlräumen gemäß der Erfindung das Summensignal und das Fehlersignal erhält.

In Fig. 1 sind bei (ä) und (b) in um einen Winkel von 45° voneinander abweichenden Richtungen zwei Diagramme des Modus H₁₁ dargestellt, die in einem zylindrischen Hohlleiter erregt sind, der auf ein Empfangshorn folgt.

F i g. 2 zeigt bei (a) und (ö) je ein Diagramm des Modus Ji₂₁, die beide in dem gleichen Hohlleiter in gleichen Richtungen angeregt sind.

Fig. 3 zeigt schematisch einen zylindrischen Hohlleiter 1, in dem ein durch die voll ausgezogenen Pfeile, wie /, dargestellter Modus Ji₁₁ entsprechend Fig. 1 (ä) und ein durch die gestrichelten Pfeile, wie f, dargestellter Modus Ji₂₁ entsprechend Fig. 2 («) angeregt sind.

Diese beiden Modi werden gemäß dieser Orientierung durch ein einziges Paar von Hohlräumen C₁, C₂ abgenommen, welche auf dem Umfang des zylindrischen Hohlleiters 1 nach einem ersten Durchmesser 2 angeordnet sind und je eine Anregungsöffnung, wie e, tragen.

Die Hohlräume C₁ und C₂ sind durch den Modus H_n in Phase angeregt. Die gleichen Hohlräume sind durch den Modus Ji₂₁ gegenphasig angeregt. Dies ist durch die ausgezogenen Pfeile, wie g, und die gestrichelten Pfeile, wie g', angedeutet.

Die Hohlräume C₁ und C₂ erregen zwei rechteckige Hohlleiter G₁, G₂ über öffnungen, wie e'.

Weiter ist eine der vorhergehend beschriebenen gleiche zweite Vorrichtung mit zwei Hohlräumen C₃, C₁ auf einem Durchmesser 3 angeordnet, der um 45° gegenüber dem obigen Durchmesser 2 versetzt ist, wobei die Hohlräume zwei rechteckige Hohlleiter G₃, G₄ gemäß den MOdUi₁₁ und U₂₁ in einer zweiten Orientierung entsprechend den Fig. 1 (b) und 2 (b) anregen.

Um Fig. 3 nicht zu überladen, sind die gemäß dieser zweiten Orientierung angeregten Modi nicht durch Pfeile veranschaulicht.

In F i g. 4 haben die Bezugszahlen 1 bis 3, C₁ bis C₄, G₁ bis G₄ die gleiche Bedeutung wie in F i g. 3. Alle Übertragungswege, wie G, sind rechteckige Hohlleiter. Die Organe, wie T₁ bis T₄, sind in der Technik der Hyperfrequenzen bekannte Kombinations-»Tes«. Die Organe M₁, M₂ sind ebenfalls bekannte »magische Tes«, welche einen Differenzausgang d_t bzw. <£, und einen Summenausgang S₁ bzw. S₂ aufweisen. A₁ ist ein Dämpfungsglied, welches eine Dämpfung von V2 bewirkt. A₂ ist ein Dämpfungsglied, welches eine

1/2

Dämpfung von -L- ergibt. D₁ ist ein Phasenschieberglied, welches eine Phasenverschiebung von επ/2 ergibt. D₂ ist ein Phasenschieberglied, welches eine Phasenverschiebung von π ergibt. J)₃ ist ein Phasenschieberglied, welches eine Phasenverschiebung von —επ/2 bewirkt, ε kann den Wert +1 oder den Wert — 1 annehmen.

Eine Rechnung zeigt, daß man unter diesen Bedingungen ein von der Abweichung abhängiges Fehlersignal bei S₁, dem Ausgang des »Te«T₁₅ erhält und bei s₂, dem Ausgang des »Te«T₂, ein von der Abweichung unabhängiges »Summen«-Signal.

Angesichts des Erzeugungsverfahrens für das Fehlersignal liegt bei jeder Orientierung des Satelliten bezüglich der Antenne und für jede Richtung seiner Bahn ein Fehlersignal vor.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur selbsttätigen Nachsteuerung einer Hornantenne in die Richtung empfangener Hochfrequenzschwingungen mit im wesentlichen linearer Polarisation, bei der die Hornantenne in einen runden Hohlleiter übergeht, an den vier Hohlraumresonatoren zur Auskopplung bestimmter Wellenformen angekoppelt sind, und bei der die aus den Hohlraumresonatoren entnommenen Schwingungen zur selbsttätigen Nachsteuerung der Antennenausrichtung verwendet sind, dadurch gekennzeichnet, daß vier in einer zur Hohlleiterachse senkrechten Ebene liegende Hohlraumresonatoren (C₁, C₂, C₃, C₄) vorgesehen sind, die zu zwei diametral gegenüberliegenden Paaren nach zwei etwa einen Winkel zwischen 40 und 50° einschließenden Durchmessern gruppiert und so dimensioniert und angeordnet sind, daß sie gleichzeitig durch den Modus Ji₁₁ und den Modus H₂₁ angeregt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den beiden Durchmessern 45° beträgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Hohlräume (C₁, C₂, C₃, C₄) jeweils mit einem Rechteckhohlleiter (G₁, G₂, G₃, G₄) gekoppelt sind, der den Modus U₁₁ bzw. den Modus H₂₁ weiterleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 628/1200 10.68 © Bundesdruckerei Berlin