DE1801706A1

DE1801706A1 - Rundstrahlantenne fuer den Mikrowellenbereich

Info

Publication number: DE1801706A1
Application number: DE19681801706
Authority: DE
Inventors: Manfred Schiller
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1968-10-08
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1970-06-11

Description

Rundstrahlantenne für dem Mikrowellenbereich Auch in Mikrowellenbereich werden in jüngster Zeit inner mehr Rundstrahlantenne mit möglichst hoher Bündelung in der Vertikalen benötigt, die gegebenenfalls auch mit höheren Leistungen für Sende- und Überwaschungszwecke eingesetzt werden sollen. Die bisher für diesen Zweck benutzten Antennenanordnungen, die aus Dipolen oder aus von diesen abgeleiteten Antennen bestehen, sind entweder ungeeignet oder zu aufwendig Dieses Problem tritt vor allen bei Krregeranordnungen für ringförmige Rotationsparaboloidantennen auf, bei denen im Bereich des Brenmkreises des Rotationsparaboloides ein Reflektorring angeordnet ist und bei welchen die Ausleuchtung des Rotationsparaboloides nach den Gesetzen der geometrischen Optik über diesen Reflektorring erfolgt.
Es ist zwar scon eine Rundstrahlantenne für den Mikrowellenbereich bekannt, bei der die von einen Hornstrahler austretende und auf einen Parabolspiegel gerichtete Strahlung diesen als ebene Wellenfront verlässt, und durch einen dem Spiegel vorgelagerten 45° - Stromkegel umgelenkt wird. Hiermit ist zwar ein Rundstrahldiagram mit mehr oder weniger starker Bündelung in den Vertikalen erreichbar, jedoch ist der Aufbau infolge der doppelten Strahlungsumlenknng relativ komplisiert und aufwendig und auch die Abmessungen dieser bekannten Konstruktion sind sehr gross.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau einafche Rundstrahlantenne für den Mikrowellenbereich zu schaffen, die ein stark gebündeltes Vertkaldiagramm aufweist und die auch mit hoher Leistung betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Hornstrahler mit einem aufgesetzten kegelartigen Rotationsparaboloidkörper, der durch Rotation einer Rarabel, deren Brennpunkt mit dem Quellpunkt des Hornstrahlers übereinstimmt, um die parallel zur Schneiteltangente der Parabel liegende Hornstrahler-Längsachse entstanden ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Rundstrahlantenne ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemässe Rundstrahlantenne ist im Aufbau sehr einfach und ermöglicht je nach Wahl des Durchmessers des Hornstrahlers und der Höhe des kegelartigen Rotationsparaboloidkörpers sehr oder weniger stark gebündelte Vertikaldiagramme für Rundstrahlantenne im Mikrowellenbereich. Die Bemessung der Paraboloidflächen und deren Ausleitung über die vom Horn abgegebenen Wellen erfolgt in bekannter Weise nach den Gesetzen der geometrischen Optik (Einfallswinkel-Ausfallswinkel). Diese Gesetze können so lange angewendet werden, als die Betriebswellenlänge # klein gegenüber der Höhe der eigentlichen strahlenden Fläche, nämlich der Höhe des kegelartigen Rotationsparaboloidkörpers ist. Die erfindungsgemäss Antenne kann sowohl als Sendeantenne für sehr oder weniger grosse Leistungen als auch als Emfangsantenne benutzt werden. Sie eignet sich aber auch als Erreger für eine Rotationsparaboloidantenne mit einem im Bereich des Brennkreises angeordneten Reflektorring, wie sie Gegenstand der Patenemeldung P 15 16 804-4 ist.
Die Erfidnung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemässe Rundstrahlantenne.
Fig. 2 zeigt im Schnitt die Anwendung einer Rundstrahlantenne nach Fig. 1 bei einer ringförmigen Rotationsparaboloidantenne mit im Brennkreis angeordneten Reflektorring.
Nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemässe Rundstrahlantenne aus eine üblichen Hornstrahler 5, der bor einen Hohlleiter 6 angeregt wird. Die vom Quellpunkt 2 des Hornstrahlers ausgehende Strahlung ist auf einen kegelartigen Rotationsparaboloidkörper 3 gerichtet, der mit seiner Spitze auf den Quellpunkt 2 gerichtet as oberen Ende des Harnes über einen am Hornrand befestigten Kunststoffzylinder 4 befestigte ist. Der Körper 3 ist erzeugt durch Rotation einer gestrichelt engezeichneten Parabel P um die Achse 1, die durch den Quellepunkt 2 des Hornstrahlers verläuft und die parallel liegt zu der Scheiteltangente S der erzeugenden Parabel P. Der Brennpunkt 2 der Parabel P fällt mit den Quellpunkt 2 des Hornstrahlers 5 zusammen, wodurch gewährleistet ist, dass die in der Apertur des Körpars 3 austretende Strahlung annähernd parallel und gleichphasig ist. Die Höhe k des Körpers 3 ist gegenüber der Betriebswellenlänge # grose gewählt, so dass die Gesetze der geometrischen Optik anwendbar sind. Aus Fig. 1 ist ersichtilich, dass der konische Strahlengang des Horns durch den Körper 3 in eine Parallelstrahlung umgelenkt wird, so dass ein Rundstrahldiagramm mit starker vertikaler Bündelung entsteht. Die Polarisation der abgestrahlten Welle hängt von der Art des im Hohlleiter 6 angeregten Wellentypes ab. So ergibt sich z.B. bei Anregung der E01- Welle eine vertikal polarisierte, bei der H01 eine horizontal polarisierte Strahlung.
Die in Fig. 1 gezeigte Rundstrahlantenne eignet sich besonders gut als Errger für eine ringförmige Rotationsparaboloidantenne, wie sie Fig. 2 zeigt. Von der im Scheitelbereich des Rotationsparaboloides 6 angeordneten erfindungsgemässen Rundstrahlantenne wird der im Brennkreis des Rotationsparaboloides angeordnete Hilfsreflektorring 7 angestrahlt, der im Querschnitt so gekrümmt ist, dass das Rotationsparaboloid nach den Gesetzen der geometrischen Optik im wesentlichen gleichmässig ausgeleuchtet wird. Die Krümmung des Reflektorringes 7 ist so gewählt, dass die vos Rotationsparaboloid abgestrahlte Wellenfront wenigstens nahezu parallel und gloichphasig ist. Die Höhe f des Reflektorringes 7 ist gleich oder etwas grösser gewählt als die Höhe k des kegelartigen Rotationsparaboloidkörpers 3 und damit rueh der Apertur der erfindungsgemässen Rundstrahlantenne.
Der Abstand r zweischen der ringförmigen Öffnung 4 der erfindungsgemässen Rundstrahlantenne und dem Reflektorring 7 entspricht etwa dem 0,5 bis l-fachen Rayleigh-Abstand. Der Rayleigh-Abstand r ist bestimmt durch die Gleichung wobei h die Höhe der Apertur der erfidnungsgemässen Rundstrahlantenne und # die Betriebswellenlänge ist.
Eine erfidnungsgemässe Rundstrahlantenne kann selbstverständlich auch bei abgewandelten Rotationsparaboloidantennen dieser Art angewendet werden, beispielsweise dann, wenn nur eine Häfte des spiegelsymmetrischen Rotationsparaboloidkörpers nach Fig. 2 ausgenutzt ist und/oder der Erreger sowie der Hilfsreflektorring axial ausserhalb der Strahlerfläche des Paraboloidkörpers angeordnet sind.
Patentansprüche

Claims

Patenatsnprüche 1. Rundstrahlantenne für dem Mikrowellenbereich mit stark gebündelten Vertikaldiagramm, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h einen Hornstrahler (5) mit einen aufgesetzten kegelartigen Rotationsparaboloidkörper (3), der durch Rotation einer Parabel (P), deren Brennpunkt (2) mit dem Quellpunkt (2) des Hornstrahlers (5) übereinstimmt, um die parallel zur Scheiteltangente (S) der Parabel (P) liegende Hornstrahler-Längsschse (1) entstanden ist.
2. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der kegelartige, mit seiner Spitze in das Herninners weisende Rotationsparaboloidkörper (3) über einen am Hornrad befestigten Zylinderring (4) aus Kunststoff am Horn (5) befestigt ist.
3. Rundstrahlanstenne nach Anspruch 1 oder 2, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Höhe (k) des kegelartigen Rotationsparaboloidkörpers (3) gross gegenüber der Betriebswellenlänge gewählt ist.
4. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1 bis 3, g e k 5 n n -z e i c h n e t d u r c h ihre Anwandung als im Scheitelbereich eines Rotationsparaboloids (6), angeordneten und über einen im Bereich des Brennkreises dieses Rotationsparaboloides angeordneten Reflektorring (7) das Rotationsparabolold nach den Gesetzen der geometrischen Optik ausleuchtenden Erreger.
5. Rundstrahlantenne nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstand (r) zwischen dem Hilfsreflektorring (7) und der ringförmigen Öffnung (4) der Rundstrahlantenne etwa dem 0,5 bis l-fachen Rayleigh-Abstand entspricht.

L e e r s e i t e