DE1766103C3 - Spiegelantenne und Verfahren zum Justieren einer solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spiegelantenne, bestehend aus einem Parabolspiegel, der durch einen im Bereich seines Brennpunktes angeordneten Primärstrahler ausgeleuchtet wird, der an einer in der Art eines Dreibeins ausgebildeten Stütze befestigt ist, die aus iri sich starren, als Speiseleitung zur Speisung des Primärstrahlers verwendbaren Stützstreben besteht, die längenveränderbar und kippbar am Parabolspiegel befestigt sind.

Zum Aufbau von Richtfunkstrecken für moderne Nachrichtenübertragungssysteme im Bereich der Mikrowellen sind bekanntlich Antennen erforderlich, die es ermöglichen, elektromagnetische Energie in möglichst gebündelter Form abzustrahlen bzw. zu empfangen. Solche Antennen sind alle Spiegelformen, die es

ίο ermöglichen, eine von einem Punkt oder einer Fläche ausgehende divergente Strahlung in eine ebene Wellenfront umzuwandeln. Bei nahezu punktförmiger oder kleinflächiger Erregung verwendet man in der Regel das Rotationsparaboloid, zu dessen Ausleuchtung ein Primärstrahler verwendet wird, der beispielsweise als Dipol oder als offener Hohlleiter ausgebildet sein kann. Die Bündelungsschärfe, und damit der Gewinn einer derartigen Spiegelantenne hängen bekanntlich in hohem Maße von der Genauigkeit ab, mit <ier das Phasenzentrum des Primärstrahler im Brennpunkt des Praboloides gehalten wird. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen sowie zur Vereinfachung der Montage solcher Antennen wird r.ian deshalb bemüht sein, die Lage des Primärstrahlers möglichst einstellbar zu machen. Andererseils soll der Primärstrahler nach erfolgter Justierung in seiner Lage fixiert und mechanisch stabil gehalten werden.

Eine Spiegelantenpe der eingangs beschriebenen Art ist durch die US-PS 29 18 673 bekannt.

Durch die US-PS 31 45 385 ist eine Haltekonstruktion für den Primärstrahler einer Parabolspiegelantenne bekannt, bei der der Primärstrahler und seine zugehörige Speiseleitung zusätzlich zu ihrer Befestigung im Spiegel noch an drei Seilen gehalten werden.

die am Umfang des Parabolspiegels federnd aufgehängt sind.

Ferner ist durch die Literaturstelle »Neues von Rohde & Schwarz«, 18. Nov. 1965, Seite 15 eine Spiegelantenne mit einem Parabolspiegel bekannt, der auf einem Gelenk gelagert i£t. Der Erreger i>-t dabei auf einer Platte befestigt, die drei Kunststoffstreben tragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spiegelantenne der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die mechanisch stabile Justierung de' Primärstrahlers relativ zum Parabolspiegel auf einfache Weise möglich ist. wobei zugleich die hierzu erforderlichen Teile sich einfach montieren lassen sollen.

Bei einer Spiegelantenne, bestehend aus einem Parabolspiegel, der durch einen im Bereich seines Brennpunktes angeordneten Primärstrahler ausgeleuchtet wird, der an einer in der Art eines Dreibeines ausgebildeten Stütze befestigt ist, die aus in sich starren, als Speiseleitung zur Speisung des Primärstrahlers verwendbaren Stützstreben besteht, die längenveränderbar und kippbar am Parabolspiegel befestigt sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine als Speiseleitung zur Speisung des Primärstrahlers ausgebildete Stützstrebe in einer Führung gelagert und in dieser kippbar und verschiebbar ist und innerhalb der Führung in zwei voneinander getrennte Teile unterteilt ist, daß diese beiden Teile mittels Flanschen beidseitig auf einer in zwei fest mit .dem Parabolspiegel bzw. dessen Stützkonstruktion Verbundenen Gabeln gelagerten Platte Verschraübt sind, daß die Platte an einer ihrer Seitenflächen mit einem Schlitz Versehen ist, in den ein mit einer der Gabeln Verbundener Exzenter eingreift, und die Platte ferner mit einer Öffnung versehen ist, deren Querschnitt

mit dem lichten Querschnitt der Speiseleitung übereinstimmt und deren Mittelachse mit der Längsachse der Speiseleitung fluchtet und daß wenigstens zwei Stützstreben des Dreibeins mit dem Primärstrahler über jeweils eine biegsame Lasche verbunden sind, und daß diese Laschen zwischen zwei Schraubenmuttern eingespannt sind, die in ein an den Stützstreben vorgesehenes Gewinde eingreifen.

Um den Primärstrahler und die mit ihm fest verbundene Speiseleitung in der gewünschten Lage mechanisch stabil zu halten, ist es günstig, die mit der Speiseleitung fest verbundene Platte in den Gabeln mittels einer Klemmvorrichtung arretierbar auszuführen.

Zum Justieren des Primärstrahlers einer Spiegelantenne geht man zweckmäßig in der Weise vor, daß durch eine im Scheitel des Parabolspiegels liegende öffnung eine Einstellehre hindurchgeführt wird, deren Länge gleich ist dem jeweiligen vorgegebenen Abstand zwischen PrimärstrahleV und dem Scheitel des Parabolspiegeis, und daß die Einstellehre derart im Parabolspiegel befestigt wird, daß ihre mittlere Längsachse mit der Rotationsachse des Parabolspiegels fluchtet, unO daß an dem dem Primärstrahler zugewandten Ende der Einstellehre eine Scheibe angebracht ist, deren Umfang gleich ist dem Umfang der Stirnfläche des Primärstrahlers, und daß die Scheibe und die Stirnfläche des Primärstrahlers zur Deckung gebracht werden.

Die Einstellehre ist dabei in vorteilhafter Weise mit einem längenveränderbaren Kopfteil versehen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung die

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Spiegelantenne.

F i g. 2 das Gelenk zur Befestigung der Speiseleitung der Spiegelantenne am Parabolspiegel im Seitenriß,

F i g. 3 das Gelenk zur Befestigung der Speiseleitung der Spiegelantenne am Parabolspiegel im Aufriß.

F i g. 4 das Gelenk zur Befestigung der Speiseleitung der Spiegelan'enne am Parabolspiegel im Grundriß,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Spiegelantenne mit geschnittenem Parabolspiegel.

Fig.6 die verschiebbare Einspannung einer am Primärstrahler befestigten Lasche zur Längenänderung der Stützstreben.

Die in der F i g. 1 schematisch dargt .teilte Spiegelantenne besteht aus einem Parabolspiegel 1, dem zugehörigen Primärstrahler 2 und einem den Primärstrahler 2 tragenden Dreibein 4. Der Parabolspiegel 1 v/ird von einer Stützkonfmktion 7 getragen, die zur besseren Übersicht nicht im einzelnen dargestellt ist. Wesentlich f'ir das Ausführrngsbeispiel nach F i g. 1 ist es, daß die Stutzstreben 3,5,6 des Dreibeins 4 aus in sich starren Stützstreben bestehen und in den Aufhängepunkten am Parabolspiegel gelenkig gelagert sind. Durch ein in den F i g. 2 bis 4 näher dargestelltes Gelenk und eine in der F i g. 6 dargestellte Verbindung zwischen dem Primärstrahler 2 mit den Stützstreben 5 bzw. 6, lassen sich die Stützstreben 3, 5, 6 in ihrtr wirksamen Länge verändern, wodurch die Lage des von den Stützstreben 3, 5, 6 getragenen Prirnärstrählers 2 einstellbar gemacht wird. Dabei ist eine der Stützstreben des Dreibeins 4 gleichzeitig als Speiseleitung 3 für den Primärstrahler 2 ausgebildet. Die Speiseleitung 3 ist im Ausführungsbeispiel als Hohlleiter mit quadratischem Querschnitt ausgeführt, um die gleichzeitige Übertragung von zwei Polarisationsrichtungen für die zu führenden elektromagnetischen Wellen zu ermöglichen. Statt dessen können hierfür auch andere Leitungsbauformen, wie z. B. Hohlleiter mit kreis- oder rechteckförmigem Querschnitt oder Koaxialleiter Verwendung finden, wenn nur dafür gesorgt ist, daß die jeweils verwendeten Leitungen die zur Abstützung des Primärstrahlers 2 nötige mechanische Festigkeit aufweisen.

Die F i g. 2 bis 4 zeigt die Ausbildung eines Gelenkes, in welchem die Speiseleitung 3 im Parabolspiegel 1 gelagert ist; die Fi g. 2 zeigt das Gelenk im Aufriß, die F i g. 3 im Seitenriß und die F i g. 4 im Grundriß.

Die mit einem Flansch 8 versehene Speiseleitung 3 ist an einer Platte 9 verschraubt. Die Fortsetzung der Speiseleitung 3 zum Sender bzw. zum Empfänger bildet der Hohlleiter 10, der über einen Flansch 11 ebenfalls an der Platte 9 derart verschraubt ist, daß die Hohlleiter 3 und 10 auf gegenüberliegenden Seiten der Platte 9 liegen, und daß ihre mittleren Längsachsen zumindest im Bereich der Platte 9 fluchten. Die Platte 9 und mit ihr die Speiseleitung 3 und ihre Fortsetzung 10 lassen sich mittels des Exzenters 12 in Richtung Qc. Längsachse der Speiseleitung 3 verschieben. Der Exzenter 12 kann mit Hilfe der Mutter 13 arretiert werden, was sich für das Verfahren der Justierung als günstig erweist. Die Platte 9 ist in den beiden Gabsln 14, 14' über die Langlöcher 27, 27' k.ppbar und verschiebbar gelagert. Die Platte 9 läßt sich durch die Muttern 17, 17' fest mit den Gabeln 14, 14' verspannen. Die Gabeln 14, 14' sind ihrerseits fest mit der Stützkonstruktion 7 des Parabolspiegels 1 verbunden. Die mit 13,17 und 17' bezeichneten Muttern bilden beim Ausführungsbeispiel die Klemmvorrichtung zur Arretierung der Speiseleitung 3.

Die Platte 9 besitzt eine ebenfalls in Fig.4 sichtbare Öffnung 9', deren Querschnitt mit dem lichten Querschnitt der Speiseleitung 3 übereinstimmt, so daß die Platte 9 nach der Verbindung mit der Speiseleitung 3 und ihrer Fortsetzung 10 für die sich im Hohlleiter fortpflanzenden elektromagnetischen Wtlltn keinen Wellenwiderstandssprung darstellt.

fm folgenden soll noch erläutert werden, wie die Einstellung des Primärstrahlers 2 in die jeweils erforderliche Lage erfolgen kann. Hierzu ist in der Fig.5 eine Seitenansich; der Antenne dargestellt, der Parabolspiegel 1 und seine Stützkonstruktion 7 sind geschnitten gezeichnet, so daß die für d?s Verständnis des Verfahrens zur Justierung des Primärstrahlers 2 erforderlichen Einzelheiten sichtbar sind.

Zur Einstellung des Primärstrahler 2 wird durch eine im Scheitel 23 des Parabolspiegels 1 vorgesehene Öffnung eine Einstellehre 18 hindurchgeführt und mit einer Mutter 19 derart befestigt, daß die Achse der Einstellehre 18 mit der Achse des Parabolspiegels 1 fluchtet.

Die tinstellehre 18 besitzt ein auf ihr verschiebbares Kopfteil 20. womit die gesamte Länge der F.instellehre 18 verändert und gegebenenfalls unterschiedlichen Brennweiten verschiedener Spiegelformen angepaßt werden kann.

Zur Justierung Up* Primärstrahler 2 müssen die ihm zugeordneten Befestigungen gelöst werden. Dazu löst man die Muttern 17, 17' und 13, wodurch die Verspannung der Platte 9 mit den feststehendem Gabeln 14,14' aufgehoben wird* Durch Lösen der Mutter 13 am Exzenter 12 läßt sich die Speiseleitung 3 in Richtung ihrer Längsachsel durch Drehen am Exzenter 12 verschieben. Durch Lösen der Muttern 21,2Γ der in der Fig.6 dargestellten Befestigung der Stützstreben 5, 6

am Primärstrahler 2 über die Lasche 22 wird der Primärstrahler 2 beweglich gemacht. Nun bringt man die Stirnfläche 25 des Primäfstrahlers 2 mit einer Scheibe 24 gleichen Unifangs am Kopfteil 20 der Einstellehre 18 zur Deckung* Um die vollständige Deckung zu erreichen, ist gegebenenfalls der Exzenter 12 zu verstellen. In der nun erreichten Lage liegt das Phasenzentfüm des Primärstrahlers 2 im Brennpunkt des Parabolspiegels 1 und die vorher gelösten Muttern 13,17,17', 21,21' sind nunmehr festzuziehen. Durch das Arretieren der Mutter 13 am Exzenter 12 erreicht man eine vorläufige Abstützung der Speiseleitung 3 im Parabolspiegel 1, was die weitere Verschraubung des Dreibeins 4 mit derfi Parabolspiegel 1, Unter Beibehaltung der Lage des Primärstrahler wesentlich erleichtert. Das Kopfteil 20 der Einstellehre 18 wird nun zurückgeschoben, die Mutter 19 gelöst und die Einstellehre 18 wieder entfernt.

Die F i g. 6 zeigt die Verbindung des Primärstrahlers 2 mit der Stützstrebe 5 bzw. 6. Hierzu wird eine, mit einem Ende auf den Primärstrahler 2 festsitzende Lasche 22 art ihrem anderen Ende zwischen zwei Muttern 21, 2V in der bei justiertem Primäfstrahl^r erreichten Lage

eingespannt, wodurch eine zusätzliche Abstützung des Primärstrahlers 2 in der einjustierten Lage und eine Entlastung des Gelenks, mit dem die Speiseleitung 3 im Parabolspiegel 1 befestigt ist, erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spiegelantenne, bestehend aus einem Parabolspiegel, der durch einen im Bereich seines Brennpunktes angeordneten Prismärstrahler ausgeleuchtet wird, der an einer in der Art eines Dreibeines ausgebildeten Stütze befestigt ist, die aus in sich starren, als Speiseleitung zur Speisung des Primärstrahlers verwendbaren Stützstreben besteht, die längenveränderbar und kippbar am Parabolspiegel befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Speiseleitung (3) zur Speisung des Primärstrahlers (2) ausgebildete Stützstrebe in einer Führung (14,14', 9,12) gelagert und in dieser kippbar und verschiebbar ist und innerhalb der Führung (14, 14', 9,12) in zwei voneinander getrennte Teile (3,10) unterteilt ist, daß diese beiden Teile mittels Flanschen (8,11) beidseitig auf einer in zwei fest mit dem Parabolspiegel (1) bzw. dessen Stützkonstruktion (7) verbundenen Gabeln (14, 14') gelagerten Platte (9) ver*chraubt sind, daß die Platte (9) an einer ihrer Seitenflächen mit einem Schlitz (26) versehen ist, in den ein mit einer der Gabeln (14') verbundener Exzenter (12) eingreift, und die Platte (9) ferner mit einer Öffnung (9') versehen ist, deren Querschnitt mit dem lichten Querschnitt der Speiseleitung (3) übereinstimmt und deren Mittelachse mn der Längsachse der Speiseleitung (3) fluchtet und daß wenigstens zwei Stützstreben (5,6) des Dreibeins (4) mit dem Primärstrahler (2) über jeweils eine biegsame Lasche (22) verbunden sind, und daß diese Laschen (22) zwischen zwei Schraubenmuttern (21, 2V) eingespannt sind, die in ein an den Stützstreben (5,6) vorgesehenes Gew inde (2r ,eingreifen.

2. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (9^ in den Gabeln (14, 14') mittels einer Klemmvorrichtung (13, 17, 17') arretierbar ist.

3. Verfahren zum Justieren einer Spiegelantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine im Scheitel (23) des Parabolspiegels (1) liegende öffnung eine Einstellehre (18) hindurchgeführt wird, deren Länge gleich ist dem jeweiligen vorgegebenen Abstand zwischen Primärstrahler (2) und dem Scheitel des Parabolspiegels (1), und daß die Einstellehre (18) derart im Parabolspiegel (1) befestigt wird, daß ihre mittlere Längsachse mit der Rotationsachse des Parabolspiegels (1) fluchtet und daß an dem dem Primärstrahler zugewandten Ende der Einstellehre (18) eine Scheibe (24) angebracht ist, deren Umfang gleich ist dem Umfang der Stirnfläche (25) des Primärstrahlers (2). und daß die Scheibe (24) und die Stirnfläche (25) des Primärstrahlers (2) zur Deckung gebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellehre (18) mit einem längenveränderbaren Kopfteil (20) versehen ist.