DE1541542A1 - Exciter arrangement for circular rotating parabolic antennas - Google Patents
Exciter arrangement for circular rotating parabolic antennasInfo
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- H01Q19/102—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are of convex toroïdal shape
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Description
Erregeranordnung für ringförmige
Rotationsparaboloidant7ennen
(Zusatz zu Patent ........ Anmeldung R 43 158 IXd,21a4)
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung einer Erregeranordnung
Um diese Nachteile der bekannten. Radarantennen zu vermeiden, wird in Weiterbildung einer Erregeranordnung nach dem Hauptpatent erfindnngsgeaäB vorgeschlagen, einen drehbar ausgebildeten Erreger mit horisontaler Bündelung etwa in Scheitelbereich dos Rotationaparaboloide anzuordnen. Als Erreger sind hierfür beispielsweise Hornstrahler, IIornparabole oder andere bündelnde Antennensysteme geeignet. To these disadvantages of the known. To avoid radar antennas , it is proposed in a further development of an exciter arrangement according to the main patent according to the invention to arrange a rotatable exciter with horizontal bundling approximately in the apex area of the rotating paraboloids . For example, horns, horn parabolas or other bundling antenna systems are suitable as exciters.
Eine erfindungsgemäß aufgebaute Radarantenne besteht im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen ausschließlich aus feststehenden Reflektoren und nur der Erreger ist drehbar, der aber extrem leicht ausgebildet werden kann und damit einen sehr einfachen Gesamtaufbau, vor allem der Drehanordnung,erlaubt.In contrast to the known constructions, a radar antenna constructed according to the invention consists exclusively of fixed reflectors and only the exciter can be rotated, but it can be made extremely light and thus allows a very simple overall construction, especially the rotary arrangement.
Zum ärzeugen einer vorbestimnten Vertikalbündelung, beispielsweise
zum Erzeugen eines bei qadarantennen üblichen e2genannten ^osekans-Diagramms, kann
die Plächs des abatrahlendsn Ritatiansoarabiloias ia an uicli bekannter Wise von
!ier idealen rarabolc; idforT e:itaprechend abweichend g:3rormt sein, beispielsweise
derart, 3a!3 im Ucheitelbereich des F-;rabol=iids dessen Fläche von der idealen
Paraboloidforn in flichtuig einer Kugelform etwas abgeflacht wird. Um mit einer
erfindungsgemäß aufgebauten iadarantenne auch eine automatische Ilachfiihrung zu
ermöglichen, kann auch ein Erreger Anwendung finden, der in an sich bekannter
Weise ein @umaen - oder Differenzdiagramm erzeugt. Schließlich hat es sich noch
als vorteilhaft erwiesen, zur Verbesserung der
horizontalen Bündelung
den Erreger noch in an sich bekannter Weise
mit Einrichtungen zur
Phasenkorrektur zu versehen, beispielsweise
derart, daß am Ausgang
des als Hornstrahler ausgebildeten Erregers eine Linse angeordnet wird,
durch welche die Strahlung vor allem
in den Randbereichen korrigiert
wird, so daß schließlich eine in der
Horizontalen annähernd gleichphasige
Wellenfront abgestrahlt wird.
Das abgestrahlte Horiaontaldiagraum
wird bei einer erfindungsgemäßen
Radarantenne je nach Art des Erregers
und dessen Bündelung eine mehr
oder weniger groLe btreuung besitzen.
In vielen Fällen wird eine solche Bündelung zwar ausreichend sein, beispielseeise
bei einfachen Radar- Überwachungsanlagen und dgl. wenn allerdings größere Anforderungen
an die ;lenauigkeit der Richtungsbestimmung gesteilt werden, kann es erforderlich
sein, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung innerhalb des abstrahlenden rcotationsparaboloide
noch eine weitere ilotationsparaboloidfläche derart anztic.rdnen, daß die vom urreger
ausgehende
Strahlung i.unächst an dieser inneren notationsparaboloidfläche
reflektiert und erst dann gebündelt des eigentlichen Hilfsreflextor des eigentlichen
abstrahlenden notationaparaboloids zugeführtwird. Liese erfindungsgeLäue Anordnung
eines zusätzlichen notationspa.raboloidringen ist nicht nur in Zusammennang
mit einem drehbaren Erreger,
also mit einer erfindungsgemäßen
kadarantenne anwendbar, sondern
auch bei einer Rotationsparaboloidantenne
nach dem Hauptpatent mit
Bei einer erfindungsgemäßen Rotationsparaboloidantentn mit oder ohne drehbarem Erreger sind nicht unbedingt beide Hälften des Rotationsparaboloids- erforderlich. Es gentigt in vielen Fällen, vor allem bei Radarantennen, wenn nur eine Hälfte des spiegelsymmetrischen Rotationsparaboloidkörpers bzw. bei Anordnung eines zuuätzlichen inneren faraboloidereflektors nur eine Hälfte dieses Reflektors ausgenutzt wird. In the case of a rotational paraboloid antenna according to the invention with or without a rotatable exciter, both halves of the rotational paraboloid are not absolutely necessary. In many cases, especially in the case of radar antennas, it is sufficient if only half of the mirror-symmetrical paraboloid of revolution or, if an additional inner faraboloid reflector is arranged, only half of this reflector is used.
Die Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail in the following with reference to schematic drawings of exemplary embodiments.
Fig.1 zeigt die erfindungsgemäße Weiterbildung einer ringförmigen Rotationsparaboloudantenne nach dem Hauptpatent zu einer itadarantenne und zwar im Schnitt. 1 shows the further development according to the invention of a ring-shaped rotary parabolic antenna according to the main patent for an itadar antenna, specifically in section.
Fig.2 zeigt das Schnittbild einer Rotationeparaboloidantenne neun dem Hauptpatent mit einem erfindungsgemäßen zusätzlichen hotationeparaboloid-Reflektor. 2 shows the sectional view of a rotary paraboloid antenna from the main patent with an additional hot ion paraboloid reflector according to the invention.
Die in Fig.1 geigte ringförmige hotationsparaboloidantenne gemäG Hauptpatent besteht aus den beiden Rotationsparaboloidhälften 1 und 2, deren Mantelflächen durch Rotation einer Parabel um eine Achse 3 ent- standen sind. Im Bereich des Brennkreisen des liotationeparaboloids ist ein Im "uerschnitt hyperbolischer Hilfsreflektorring 8 angeordnet. The fiddling in Fig.1 annular hotationsparaboloidantenne gemäG main patent consists of the two Rotationsparaboloidhälften 1 and 2 whose mantle surfaces are stood by rotation of a parabola about an axis 3 corresponds. In the field of internal circuits of a liotationeparaboloids in "uerschnitt hyperbolic auxiliary reflector ring 8 is arranged.
Im Scheitelbereich des Rotationspsraboloide 1,2 ist ein beispiels- weise über eine Koaxialleitung gespeister Erreger 6, a.b. ein Hornstrahler, ein Hornparabel od. dgl., drehbar oder`ochwbnkbar um die Achse 3 angeordnet. Der eingezeichnete Strahl#ngang entspricht demjenigen einer sogenannten Cassegrain-Antenne. Die Anordnung nach Fig.1 ergibt bei Rotation des Erregers ein für viele Zwecke brauchbares Itadardiagramm. "Jas Vertikaldiagramm kann. in bekannter Weise durch entsprechende Abweichung von der parabolischen Kontur der :Iotationsparaboloidfläche 1,2 modifiziert werden,,beispielaweise derart, da8 ein aus der Radartechnik bekanntes Cosekans-Diagramm entsteht. Die horizontale Bündelung ist bei einer fadarantenne nach Piß.1 allerdings im te=osentlichen durch die Bünlelung des Erregerdiagramcio in der Horizontalebene vorgegeben. Eine gewisse Verbesserung dieser horizontalen Dündelung kann dadurch erreicht werden, daß durch entsprechende Ausbildung des Erregers, beispielsweise durch Anbringung einer Linse od. dgl. an Erreger, die Eigenphase den Horizontaldiagrasae des Erregers derart modifiziert wird, daß auch in der Horizontalen eine annähernd gleichphasige Wellenfront abgestrahlt wird. " In Fig.2 tat die zuaä.tzliche Anbringung eines Rotatioasparaboloid-Reflektors 11 im Inneren den eigentlichen zur Abstrahlung dienenden Uotaticnaparaboloide dargestellt und zwar im Zusammenhang mit einer Rotationeparsboloidantenne, bei welcher nur die obere Hälfte 1 zur Abstrahlung ausgenutzt wird. Ein derartiger Zusatzreflektor 11 kann natürlich auch bei einen vollständigen spiegelsymmetrischen Paraboloid mit zwei Körperhälften 1 und 2 nach Fig.1 angewendet werden. In dem gezeigten Auaführungebeiepiel tot ale Erreger :war wieder ein drehbarer Erreger b vorgesehen, jedoch kann dieser zusätzliche innere :totationeparaboloidreflektor 11 auch in Zusammenhang mit einem feststehenden " Erreger beliebiger Pala;iestion bei einer Antenne gemäß Hauptpatent Anwendung Linden. An exciter 6, fed for example via a coaxial line, from a horn radiator, a horn parabola or the like, is arranged in the apex area of the rotational praboloid 1, 2 rotatable or pivotable about the axis 3. The drawn beam # ngang is equal to a so-called Cassegrain antenna. The arrangement according to FIG. 1 results in an Itadar diagram which can be used for many purposes when the exciter rotates. The vertical diagram can be modified in a known manner by a corresponding deviation from the parabolic contour of the parabolic surface 1,2, for example in such a way that a Cosekans diagram known from radar technology is created however, in te = the Erregerdiagramcio the self-phase osentlichen by the Bünlelung in the horizontal plane defined. a certain improvement of this horizontal Dündelung can be achieved that od by appropriate design of the pathogen, for example by attachment of a lens. like. of excitation, the Horizontaldiagrasae of that an approximately in-phase wavefront is also radiated in the horizontal pathogen is modified to. "in Figure 2 the mounting 11 did zuaä.tzliche Rotatioasparaboloid a reflector inside the actual shown serving to radiate Uotaticnaparaboloide specifically in conjunction with a rotation eparsboloid antenna, in which only the upper half 1 is used for radiation . Such an additional reflector 11 can of course also be used with a complete mirror-symmetrical paraboloid with two body halves 1 and 2 according to FIG . In the embodiment shown, dead all exciters: a rotatable exciter b was again provided, but this additional inner: totation paraboloid reflector 11 can also be used in conjunction with a fixed " exciter of any kind in an antenna according to the main patent application Linden.
Durch die innere Rotationsparaboloidreflektorfläche 11 wird die vom Erreger 6 ausgehende Strahlung im Sinne des eingezeichneten Strahlenganges reflektiert und gebündelt dem eigentlichen Hilfs- reflektor 8 zugeführt. Der Durchmesser D dieses inneren Rotationsparaboloids 11 ist so gewählt, daß für eine vorgegebene Bündelung der vorn Erreger 6 ausgehenden Strahlung der tatsächlich reflektierende Flächenbereich nur unwesentlich von einer idealen Parabolfläche abweicht. In der Praxis hat es sich als genügend erwiesen, wenn der reflektierende Flächenbereich des Paraboioidringes 11 nur weniger als A,/16.für die Betriebsfrequenz von einer idealen harabolflächƒ abweicht.Damit ergibt sich dann eine gute horizontale Bündelung des Strahlungadiagranaa. Dis vertikale Bündelung des Rotationsparaboloida 11 wird so gewählt, daß der hyperbolische hing 8 gerade ausgeleuchtet wird. Auch bei einer solchen Anordnung nach Fig.2 kann das eigentliche Paraboloid 1 zur Erzielung eines modifizierten verti- kalen Strahlungadiagrsums eine von der idealen Parabolform ab- weichende Fläche besitzen. Through the inner Rotationsparaboloidreflektorfläche 11 emanating from the exciter 6 radiation is reflected within the meaning of the indicated beam path and bundled the actual auxiliary reflector 8 is supplied. The diameter D of this inner paraboloid of revolution 11 is chosen so that for a given bundling of the radiation emanating from the exciter 6, the actually reflecting surface area deviates only insignificantly from an ideal parabolic surface. In practice, it has proven to be sufficient if the reflective surface area of the parabolic ring 11 deviates only less than λ / 16 for the operating frequency from an ideal harabolic surface. This then results in good horizontal bundling of the radiation adiagranaa. The vertical bundling of the paraboloid of revolution 11 is chosen so that the hyperbolic hang 8 is just illuminated. Even with such an arrangement according to Figure 2 the actual paraboloid 1 may have an off from the ideal parabolic soft surface to obtain a modified verti- cal Strahlungadiagrsums.
Bei der Anordnung nach Fig.2 ist selbstverständlich die reflektie- rende Fläche des Rotationahyperboloide 8 derart angeordnet, daB diene Reflektorfläche wieder in Brennpunkt des RotAtionspsranoloid-Torua 1 liegt. In the arrangement of Fig.2 the reflec- Rende surface of Rotationahyperboloide 8 is arranged to be understood DAB serve reflector surface is located in focal point of the back-RotAtionspsranoloid Torua. 1
Eine nach lig.1 oder Fig.2 ausgebildete erfindungsgemäße
Radarantenne
kann.eowohl zur Beobachtung der Erdoberfläche und des
unmittelbar
darüber befindlichen Luftraumes verwendet werden, wobei
in diesem Falle
die echse 3 senkrecht steht. Eine erfindungsgemäße
Antenne kann aber
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