DE1908793A1 - Antennensystem - Google Patents

Description

Pafent&fiwSite
Dlpl.-fnr*. R. Bsoti u. Dipl.-!rc\ '.".rnprecht

München 22, uteinsdoifstf. 10

81-14.207P( I^ .-308H) ' 21.2.1969

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

An t enn en s y s t ein

Die Erfindung bezieht sich, auf Antennensysteme, insbesondere auf solche mit einem Antennenteil und einem Sender·- und Empfängerteil, die zur gegenseitigen Rotation eingerichtet sind.

In Antennensystemen, wie ζ ο Β. einer Antenne großer Abmessungen für den Weltraumübertragungsverkehr und zur völligen Abtastung des Raumes und bei hochverstärkenden Sender- und Empfängerantennen für einen spinstabilisierten stationären Satelliten ist e's zum Senden und Empfangen einer elektromagnetischen Welle erforderlich, den Antennehteil des Systems zu drehen oder ihn in eine bestimmte Richtung einzustellen«

Allgemein ist es bei einem zum völligen Abtasten, des Raumes geeigneten Antennensystem, wie zum Beispiel einer Cassegrain-Antenne, einer Trichterreflektorantenne, einer

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Gregoi^ian-Antenne od. dgl«, unmöglich, eine Sender-Empfanger-Kaminer am Erdboden festzulegen» Das kommt daher, daß es zum Empfang eines schwachen Signals, wie es beim WeItraumübertragungsverkehr auftritt, einer der wesentlichsten Faktoren ist, einen. "Wellenleiter zur Verbindung einer (entweder zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen verwendeten) Antenne mit einer Sender-Empfänger-Kammer so kurz wie möglich zu machen, um jede Schwächung einer elektromagnetischen Welle zu verhindern. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, eine Sender-Empfänger-Kammer nahe einer Antenne anzuordnen und einen möglichst linearen Wellenleiter zur Verbindung der Antenne mit der Sender-Empfänger-Kammer vorzusehen, weil sonst die Eigenschaften des Antennensystems verschlechtert werden. Außerdem wird, . . "■ wenn die Sender-Empfänger-Kammer mit dem Erdboden fest verbunden ist, so daß nur die Antenne großer Abmessungen beweglich ist, die Verbindung der Kammer-'.mit der Antenne kompliziert und die mechanische Festigkeit möglicherweise vermindert. Dementsprechend werden, bei einem Antennensystem, der vorerwähnten Art der Antennenteil und die Sender-Enipfänger-Karumer zusammenhängend konstruiert, so daß sich der Strahler und die Sender-Empfänger-Einrichtung in starrer Zuordnung zueinander befinden. Daher kann die Sender-Empfänger-Kammer nur so angeordnet werden, daß sie zusammen mit der damit verbundenen Antenne beweglich ist. So ist ein derart konstruiertes Antennensystem nlchr nur von großer Abmessung, sondern auch derart kompliziert, daß die Steuerung, Wartung und Inspektion des Systems aufwendig sind,_; und daß zu viele komplizierte Verbindungen zum Senden oder Empfangen von Datenverarbeitungsinformationen durch das System, z. B. einige 10 bis einige 100 Verbindungsdrähte für die Datenverarbeitung benötigt werden.

Außerdem werden die Antennensysteme, bei denen ein Hauptreflektor bei einem Abtasten unter einem niedrigen Er-. hebungswinkel in horizontaler Richtung zum Boden gewandt ist,

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BADORJQfNAL

notweiiuigexnveise durch, vom Erdboden kommendes Rauschen beeinträchtigt, vas den normalen Empfang elektromagnetischer Wellen von einem künstlichen Satelliten stöi^t. Dei solchen Antemiensystenieii, die einen im Zentrum der Öffnung eines Jlauptreflektors aiigeoz'dneten Vorreflektor tragen, wird die Feldstäiice des liauptStrahls verringert und das Seitenzipfelniveau in der Umgebung des HauptStrahls entgegengesetzt dazu erhöht, viodurcli das System -gegenüber Rauschen vom Erdboden noch, anfälliger wird und gleichzeitig der Antennenverstärkungsfaktor .sinkt·.

Da bei zur Montage an einem spinstabilisierten stationären Satelliten geeigneten Antennensystem, wie z. B. einer "Despun"-Antenne (Spinausgleichsanteniie) ein Antennenteil sich zum steten Drehen in einer bestimmten Richtung zu eignen hat, muia der Antemienteil mittels eines Drehmechanis- . mus entgegengesetzt wie der Satellit selbst gedreht werden. Zu diesem Zweck wurde eine "Despun"-Antenne bisher mit einem Drehgelenk zur Verbindung eines mit dem Ausgang (oder Eingang) eines am Satellitenkörper befestigten Senders (oder Empfängers) gekoppelten "Wellenleiters mit einer zu einem Antennenteil führenden Speiseleitung (oder Empfangsleitung vom Antenneiiteil) versehen. Daher werden die Antenneneigenschaften vom elektrischen Gesichtspunkt aus verschlechtert, während vom mechanischen Standpunkt aus die Dauerhaftigkeit fraglich ist, weil der Satellit selbst lange Zeit mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 U/min rotiert. Darüber hinaus sinkt bei einem solchen System, weil eine Speiseleitung (oder Empfangs'leltung) im Zentrum der die elektromagnetische Welle abstrahlenden Fläche des Antennenteils angeordnet ist, die Feldstärke des Iiauptstrahls, was ein großes Hindernis für Großentfernungsübertragungen, wie z. B. beim Weltraumübertragungsverkehr ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem mit einem Antennenteil und einem Sender- und Empfän-

gerteil, die relativ zueinander beweglich sind, so auszubilden, daß in einem Wellenübertragungsweg zwischen dem . Antennenteil und dem Sender- und Empfängerteil kein Drehgelenk angeordnet zu werden brauchte Gleichzeitig soll das verbesserte Antennensystem einen erhöhten Antennenvers tärkungs faktor aufweisen. Außerdem sollen bei diesem Antennensystem der Anteil einer elektromagnetischen Vel-le, der zu einem Strahler reflektiert wird, weitestgehend gesenkt und der Welligkeitsfaktor verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Antennensystem mit einem Strahler, dessen Hauptstrahlungsachse zur Ausstrahlung einer elektromagnetischen Felle eingestellt ist, und mit einer Reflektoreinrichtung mit dem Kennzeichen geüfet, daß der Strähler an einem Sockel befestigt ist, daß die Reflektoreinrichtung aus einem mit einer Reflexionsachse versehenen und auf der Hauptstrahlungsachse angebrachten Vorreflektor, der die vom "Strahler empfangene elektromagnetische Welle in der Form einer kugelförmigen Welle reflektiert, und einem Hauptreflektor besteht, der als Teil einer Quasi-Zweitordntmgsfläche ausgebildet ist und die vom Vorreflektor kommende kugelförmige Welle in eine ebene Welle umgewandelt in die Luft oder den Raum abstrahlt, und daß das System außerdem mit einem ersten Drehmechanismus zur Drehung des Hauptreflektors um die Reflexionsachse des Vorreflektors und einem zweiten Drehmechanisnius zur Drehung einer den Vor- und den Hauptreflektor umfassenden Einheit um die Hauptstralilongsachse des Strahlers ausgerüstet ist.

Die Erfindung wird mit ihren Einzelheiten und Vorteilen anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert j darin zeigen? .

Fig. 1 A eine Ansicht eines Antennensystemaufbaues -ge>" maß einem Ausführungsbeispiel der Erfindungf

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Fig. 1 B einen Schnitt nach der Linie IB-IB in Fig. 1 A;

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung verschiedener Punkte der Abtastung durch das in den Fig. 1 A und 1 B dargestellte System; und

Fig. 3 bis 7 Teilschnitte zur Erläuterung jeweils des Hauptteils eines Antennensystemaufbaues nach weiteren Ausführungs'beispielen.

In den Fig. 1 A und 1 B bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Strahler (zur Verwendung beim Senden oder Empfangen von elektromagnetischen ¥ellen), der auf einem Sockel, z. B. dem Erdboden, befestigt ist und eine Hauptstrahlungsach.se 8, die durch den Zenit geht, aufweist, und die Bezugsziffer 2 bezeichnet einen auf der Hauptstrahlungsachse 8 angebrachten Vorreflektor, .der im wesentlichen die Form eines Teils der konkaven Fläche eines Ellipsoids aufweist, welches als Brennpunkte die Punkte 3 und 4 hat, wobei der Punkt 3 mit dem Phasenzentrum einer, .vom Strahler 1 abgestrahlten elektromagnetischen Welle übereinstimmt". Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Hauptreflektor zur Reflexion elektromagne-, tischer ¥ellen, der im wesentlichen die Gestalt eines Teils eines Paraboloids aufweist, das seinen Brennpunkt im Punkt k hat und dessen Achse eine vertikale, durch den Punkt k gehende Achse 10 ist« Die Bezugsziffer 6 bezeichnet Trägersäulen für den Vorreflektor, und die Bezugsziffer 7 bedeutet Horizontaldrehungsschieneii, die so angeordnet sind, daß sie zu der Zeit um die HauptStrahlungsachse 8 .drehbar sind, wenn das Antennensystem zur Abtastung des ganzen Raumes arbeitet. Ein mit den Schienen verbundener Drehmechanismus ist nicht dargestellt. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet eine Achse der Rotation des Hauptreflektors 5, und zwar eine Achse zur Drehung nach oben, die um einen ¥inkelv^ zur Hauptstrahlungsaphse 8 geneigt ist. 11 bedeutet ein Drehlager des Hauptreflektors 5, und 12 bezeichnet eine Sender-

ms

Empfänger-Kammer, die am erdboden befestigt und mit dem. Strahler 1 durch einen Wellenleiter 13 verbunden ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann als Strahler 1 eine zur Abstrahlung einer¹ kugelförmig en Welle geeignete Antenne, wie z. B. eine konische Antenne, eine pyramidische Antenne oder lineare Antenne verwendet werden. Die von einer solchen Antenne abgestrahlte elektromagnetische TvelIe ist nicht notwendigerweise eine genau kugelförmige Welle. Eine vom Strahler 1 abgestrahlte kugelförmige Welle, deren Phasenzentrum mit dem Punkt 3 .übereinstimmt, der einer der Brennpunkte eines Ellipsoids ist, ein Teil dessen den Vorreflektor 2 entsprechend vorstehender Beschreibung bildet, wird durch den auf der Strecke der Hauptstrahlungsachse 8 und oberhalb des.Strahlers 1 angeordneten Vorreflektor 2 in eine kugelförmige "Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 4 umgewandelt,' der der andere Brennpunkt^:' des Ellipsoids ist. Die vom Vorreflektor 2 reflektierte kugelförmige Welle wird dann durch den Ilauptreflektor 5 ii'i eine ebene Welle umgewandelt, der, wie erwähnt, im wesentlichen die Form eines Teil eines konkaven Bereichs eines solchen Paraboloids aufweist, dessen Brennpunkt mit dem Punkt k übereinstimmt, der also dem Phasenzentrum der elektromagnetischen Welle vom Vorreflektor 2 entspricht, und diese ebene elektromagnetische Welle wird in der Richtung der Hauptachse 10 des Paraboloids (Hauptreflektors) 5 abgestrahlt» Selbstverständlich sollen bei der Abstrahlung der ebenen Welle vom Ilauptreflektor die Trägersäulen 6, der Vorreflektor 2 und der Strahler so angeordnet sein, daß sie den optischen Weg für eine solche Abstrahlung der ebenen Welle nicht hindern. Obwohl in diesem Ausführungbeispiel der Vorreflektor 2 und der Hauptreflektor 5 so erläutert sind, daß sie aus Gründen der Einfachheit in der theoretischen Betrachtung in geometrischer Optik (im wesentlichen) die Form eines Teils einer Zweitordnungsfläche haben, ist es, da praktisch die Reflektoren Teile von Wegen für eine elek-

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BAD ORIGINAL

tromagnetische Welle sind, die nicht genau die gleichen Eigenschaften wie die des Lichts aufweist, notwendig, die Gestalten der Zweitordnungsflächen der Reflektoren, die vom Standpunkt geometrischer Optik aus definiert sind, zu korrigieren, so daß die Reflektoren die für Wege einer elektromagnetischen Welle geeignetsteh gekrümmten Flächen aufweisen. Im folgenden wird daher die so korrigierte Fläche "Quasi-Zweitordnungsflache" genannt.

Es soll nun eine Erläuterung verschiedener Punkte während des Raumabtastbetriebs des unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Antemiensystems gegeben werden. Das Antennensystem ist um die Hauptstrahlungsachse (die Rotationsachse für horizontales Abtasten) 8 drehbar, und gleichzeitig ist der Ilauptreflektor um die Achse 9 zur Höheneinstellung drehbar. So kann die Abtastflache des Systems in Abhängigkeit von dem Winkel θ zwischen der Hauptstralilungsach.se 8 und der Achse 9 der Höhendrehung variiertwerden. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugsziffern 20 und 21 eine Richtung zum Zenit bzw. eine Horizontalrichtung·. Es wird nun. angenommen, daß eine Höhendrehung durchzuführen ist. Wenn der zwischen den Achsen 8 und 9 gebildete Winkel θ 45 beträgt, beschreibt der Abtastort einen Kreis 22, der teilweise In Berührung mit einem Kreis 21, der einen Horizont darstellt, und mit dem Punkt 20 ist, der den Zenit in der Zeichnung darstellt. Wenn der Winkel θ kleiner als 45 ist, beschreibt der Abtastort einen Kx-eis 23, so daß Flächen in der Nachbarschaft des Horizonts nicht abgetastet werden können. Wenn der Winkel θ größer als 45 ist, beschreibt del? Abtastort eine Kurve 24, und wenn.der Winkel θ 90 erreicht, ist der sich ergebende Abtastort eine gerade Linie, wie durch 25 angedeutet ist. Es ist also klar, daß mittels Durchführung der •Rotation um die Rotationsachse 8 für horizontales Abtasten bei einem auf einen Wert zwischen 45 und 90 fixierten Winkel θ der ganze Raum durch das Antennensystem abgetastet werden kann. Da während eines Niedrigerhebungswinkelabtastens

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eine gewisse Möglichkeit der Unterbrechung des optischen Weges für die ebene Welle durch den Vorreflektor 2 und die Trägersäulen 6 gegeben ist, ist es wünschenswert, daß die Einstellung des Hauptreflektors 5 und des Vorreflektors 2 und die Auswahl des Winkels θ so vorgenommen werden, daß die Unterbrechung des optischen Weges verhindert werden kann.

Obwohl das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel sich auf eine Anwendung bei einem Antennensystem mit großen Abmessungen und mit Festlegung am Erdboden zur Verwendung im Weltraümübertragungsverkehr bezieht, läßt sich die Erfindung -auch als Hochverstärkungsfaktor-Sende- und -Empfangsantenne für einen spillstabilisierten stationären Satelliten, z. Bo "Despun"-Antenne anwenden, indem nur der beschriebene Aufbau verkleinert wird. Dabei wird das Antennensystem am Satellitenkörper montiert. Dann wird der Strahler in einer Weise befestigt, daß die Strahlungsachse einer elektromagnetischen Welle mit der Spinachse des Satelliten übereinstimmt, während der Hauptreflektor so angebracht wird, daß er entgegen dem Spin des Satellite mittels eines Drehmechanismus drehbar ist. Bei dieser Anordnung läßt sich das montierte Antennensystem so betreiben, daß es stets in eine bestimmte Richtung eingestellt wird, so daß unabhängig vom Spin des Satelliten ein Übertragungsverkehr zwischen dem Satelliten und einer bestimmten Sta»- tion, z. B. einer bestimmten Gegend der Erde'möglich ist. So läßt sich das Antennensystem gemäß der Erfindung entweder als Antennensystem für Weltraumübertragungsverkehr oder als ^wDe spun "-Antenne zur Montage an einem künstlichen Satelliten verwenden, und der Aufbau sowie der Betrieb sind in beiden Fällen gleich. Der einzige Unterschied ist, ob das System am Erdboden befestigt oder an einem künstlichen Satelliten montiert ist. Dementsprechend bezieht sich die folgende Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele, auf

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beide Fälle, .d. h. sowohl auf den Fall, in dem das System am Erdboden befestigt ist, als auch auf den Fall,· in dem das System an einem Satelliten montiert ist* In den weiteren Ausführungsbeispielen sollen nur die Hauptteile des Systems beschrieben werden, wie sie auch in den Figuren dargestellt sind.

In Fig_o 3 besteht der Vorreflektor aus einem Teil der konkaven Zone eines Quasi-Hyperboloids. In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 30 einen an einem Sockel (dein Erdboden oder einem Satelliten) befestigten Strahler, der zur Abstrahlung einer kugelförmigen ¥elle geeignet ist, die Bezugsziffer 31 bezeichnet einen aus einem Teil eines Quasi-IIyperboloids bestehenden Vorreflektor, dessen Brennpunkte in' den Punkten 3Z und 33 liegen, wobei der Punkt 32 mit dem Phasenzentrum einer vom Strahler 30 abgestrahlten elektromagnetischen ¥elle übereinstimmt. Die Bezugsziffer 34 bezeichnet einen Iiauptreflektor, der aus einem Teil eines Quasi-Paraboloids besteht, wobei der Brennpunkt mit dem Punkt 33 übereinstimmt, und eine durch den Punkt 33 gehende Hauptachse hat. Die Bezugsziffern 36 und 37 bedeuten eine Achse für das Horizontalrotationsabtasteii und eine Achse für das Abtasten mit Höhendrehung. .

Eine kugelförmige Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 32, die vom Strahler 30 abgestrahlt wird, wird durch den Vorreflektor 31 in eine kugelförmige Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 33 umgewandelt, und die letztere kugelförmige Welle wird durch den Hauptreflektor 34 in eine ebene Welle umgewandelt und in die Luft oder den Raum abgestrahlt.

In Fig. k besieht der Vorreflektor aus einem ebenen Spiegel«, In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer kO einen an einem Sockel (dem Erdboden oder einem Satelliten) befestigten Strahler, der zur Abstrahlung einer kugelför-

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migen Welle geeignet, ist, die Bezugsziffer 41 einen aus einem ebenen Spiegel bestehenden Vorreflektor, die Bezugsziffer 42 ein Phasenzentrum einer kugelförmigen Welle, die vom Strahler 40 abgestrahlt wird, die Bezugsziffer 43 einen Punkt, der bezüglich des Vorreflektors 4i in Punktsyrnmetriebe Ziehung zum Punict 42 steht, die Bezugsziffer 44 einen aus einem Teil eines ^uasl-Paraboloids bestehenden Hauptreflektor, dessen Brennpunkt im Punict 43 liegt und der eine mit

einer vertikalen, durch, den Punict 43 gehenden A^hse zusani

menfallende Hauptachse aufweist, die Bezugsziffer 46 eine Achse zum Horizontalrotationsabtasten und die Bezugsziffer 47 eine Achse zum Ab basten unter Ilöhendrehung.

Es soll festgestellt werden, daß, obwohl in den Fig. 3 und 4 die Achse für das Iiorizrontalrotationsabtasteri senkrecht zur Achse für das Abtasten unter Ilöhendrehung steht, diese Achsen auch in einem geeigneten, vom rechten Winkel abweichenden Winkel quer zueinander stehen können.

In Fig. 5 besteht der Vorreflektor aus einem Teil der konvexen Zone eines Quasi-Hyperboloids. In diesel' Figur bezeichnet die Bezugsziffer 50 einen an einem Sockel (dem Erdboden oder einem Satelliten) befestigten Strahler, der zur Abstrahlung einer kugelförmlgexi lielle geeignet ist, und die Bezugsziffer 51 einen aus einem Teil der konvexen Zone eines Quasi-IIyperboloids bestehenden Vorreflektor, dessen Brennpunkte in den Punkten 52 und 53 liegen. Der Vorreflektor 51 wandelt eine vom Strahler 50 abgestrahlte kugelförmige Welle, deren Phasenzentrum im Punkt 52 liegt, in eine kugelförmige Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 53 um» die letztere kugelförmige Welle wird dann durch einen Hauptreflektor 5^ in eine ebene Welle umgewandelt, der aus einem Teil eines Quasi-Paraboloids besteht, das seinen Brennpunkt in Übereinstimmung mit dem Punkt 53 und eine Hauptachse durch den Punkt 53 aufweist;, und die doene !felle wird vom Hauptreflektor 54 in die Luft oder den Raum abge-

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strahlt. Die Bezugsziffern 55 und 56 sind eine Achse zum llorizontaldx'eliungsabtasten bzw. eine Achse zürn Abtasten unter Ilöhendr ellung.

In jedem der vorangegangenen Ausführungsbeispiele wird als Strahler eine Antenne verwendet, die eine kugelförmige Welle abstrahlt, oder jede andere Antenne, die eine ebene Welle abstrahlt, wie z. B. eine Trichterreflektorantenne oder eine Parabolantenne. Auch muß die von einem solchen Strahler abgestrahlte elektromagnetische Welle nicht unbedingt eine genau ebene Welle sein.,

Im folgenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bezeichnet die Bezugsziffer 6O eine mit einem Sockel (dem Erdboden oder einem Satelliten) verbundene Sender-Enipfäiiger-Kanuaer, die Bezugsziffer 61 bezeichnet einen mit dem Sokkel verbundenen Strahler, der zur Abstrählung einer ebenen "eile geeignet ist,· z. B. eine Trichterreflektoranten^ iie, und der Punkt 62 ist ein Phasenzentrum einer vom Strahler 61 ausgestrahlten elektromagnetischen Welle. Die Bezugsziffer '63 bezeichnet einen aus einem Teil der konkaven Zone eines Quasi-Paraboloids bestehenden Vorreflektor, der seinen Brennpunkt im Punkt Sk und eine Hauptachse übereinstimmend mit einer vertikalen Achse durcli den Punkt Gh aufweist, wobei der Vorreflektor 63 auf einer Hauptstrahlungsachse 66 des Strahlers 61 und oberhalb des Strahlers 61 angebracht sind. Die Bezugsziffer 65 bezeichnet einen aus einem Teil eines Quasl-Paraboloids bestehenden Ilauptreflektor, dessen Brennpunkt mit dem Punkt 64 übereinstimmt und der eine mit einer durch den Punkt Gk gehenden vertikalen Achse zusammenfallende Hauptachse hat. Die Bezugsziffern 66 und 67 sind eine Achse zum Horizontaldrehungsabtasten bzw. eine Achse zum Abtasten unter Höhendrehung. Eine ebene von dem Strahler 61 abgestrahlte Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 62 wird durch den Vörreflektor 63 in eine

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kugelförmige Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 64 umgewandelt, und die kugelförmige Welle wird dann durch den Hauptreflektor 65 in eine ebene Welle umgewandelt und in die Luft oder in den Raum ausgestrahlt.

In Fig. 7 besteht der Vorreflektor aus einem Teil der konvexen Zone eines Quasi-Paraboloids, und die Bezugsziffer 70 bezeichnet einen aus einem Teil der konvexen Zone eines Quasi-Paraboloids bestehenden Vorreflektor, der seinen Brennpunkt im Punkt 71 hat. Der Vorreflektor 70 wandelt eine von einem Strahler 61 abgestrahlte ebene Welle in eine kugelförmige Welle mit dem Phasenzentrum im Punkt 71 um. Die Bezugsziffer 72 bezeichnet einen aus einem Teil eines Quasi-Paraboloids bestehenden Hauptreflektor, dessen Brennpunkt mit dem Punkt 71 übereinstimmt. Der Ilauptreflektor 72 wandelt die kugelförmige Welle, die vom. Vorreflektor reflektiert ist, in eine ebene Welle um und strählt die ebene Welle in die Luft oder den Raum ab. Die Bezugsziffern 73 und 7^ sind eine Achse zum Horizontaldrehungsabtasten bzw. eine Achse zum Abtasten unter Höhendrehung.

In jedem der Ausführungsbeispiele ist das Antennensystem als Sendeantenne erläutert, doch kann selbstverständlich das System auch befriedigend als Empfangsantenne, wie^ z. B. eine Antenne zum Empfang einer elektromagnetischen WäLle von einem künstlichen Satelliten im ¥e 1 traumübertragungsverkehr dienen, und eine Beschreibung davon ist.überflüssig, da der Betrieb des Systems der gleiche wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist.

Wie aus der vorstehenden -Beschreibung ersichtlich ist, zeichnet sich das Antennensystem gemäß der Erfindung dank seines Aufbaus durch folgende Funktionswirkungen und Vorteile aus ι

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1 „ Vorteile beim Gebrauch, als Antennensystem, großer Abmessungen zur Verwendung im Weltraumübertragunffsverkehr;

1) Da nach der vorliegenden Erfindung aufbaumäßig die Signalsende- und -empfangseinrichtung und der Strahler mit dem Erdboden verbunden sind, lassen sich viele Arten von Einschränkungen und Komplikationen im System, wie sie bei herkömmlichen Systemen angetroffen wurden, in denen die Sendeeinrichtung und der Strahler drehbar sind, vermeiden, so daß die Steuerung, Wartung und Inspektion des Systems er-leichtert werden;

2) Der Strahler ist stets zum Zenit gerichtet, so daß die Signalaussendung und -aufnahme unter kleinen Erhebungswinkeln kaum einer Eigenschaftsverschlechterung durch Rauschen ausgesetzt ist;

3) Der Vorreflektor' und seine Träger säulen sind so ange-» ordnet, daß die optischen Wege für eine elektromagnetische Welle nicht unterbrochen werden und daher eine unerwünschte Streuung der elektromagnetischen Welle infolge der Anwesenheit eines solchen Vorreflektors und seiner Trägersäulen und irgendein Anwachsen des Seitenzipfelniveaus nicht auftreten, wodurch die Antennenverstärkung und der Rauschabstand beim Abtasten unter kleinen Erhebungswinkeln verbessert werden} ' . ;

k) Der Vorreflektor ist nicht im optischen Weg der elektromagnetischen Welle angeordnet, so daß seine Abmessungen zwecks Senkung der durch die Umgebung des Vörreflektors gestreuten Energiemenge relativ groß sein können, wodurch die Antennenverstärkung erhöht wirdj

5) Der vom Vorreflektor zum Strahler reflektierte Anteil einer elektromagnetischen Welle ist äußerst gering, so daß die durch den Welligkeitsfaktor bestimmten Eigenschaften ausgezeichnet sindj

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6) Der Ilauptreflektor kann' an einer niedrigen Stelle angeordnet werden, so daß er ΐ/indkräf ten weniger als dasiierkömmliche System ausgesetzt ist; ·

7) Die Trägersäulen für den Vorreflektor sind zur Montage auf einer Drehplatte oder horizontal liegenden Schienen auf dem Boden eingerichtet, so daß die Trägersäulen stets frei von einem sich aus dem Gewicht des Vorreflektors beim Drehbetrieb ergebenden Drehmoment sind und sich daher eine Einwirkung unerwünschter Belastung wie bei>den herkömmli-. chen Gassegrain-Antennen, die Verzerrungen im Vox-reflelctor verursacht, vermeiden läßt. Demgemäß ist die Beeinträchtigung von Eigenschaften infolge Abweichung des Haup.t-stra.hls, die durch Abweichung der Stellung des Vorreflektors -und durch Verzerrung an der Oberfläche des Hauptr-efiektors hervorgerufen werden kann, gering.

2o Vorteile bei der Verwendung als "Despun"-Antenner

1) Es ist kein, bewegliches Gelenk zur Verbindung eines, Satelliten mit einem Antennensystem vorgesehen, so daß keine Geräuschbildung und kein Verstärkungsverlust infolge eines solchen beweglichen Gelenks mehr auftreten. Es kommt, auch kein mechanischer Bruch vor·

2) Es existiert nichts, was ein Hindernis für den Hauptstrahl sein könnte, so daß die elektrischen Eigenschaften verbessert" sind und sich das System gemäß der Erfindung zum Senden und Empfang einer schwachen elektromagnetischen Welle sehr gut eignet;

3) Hinsichtlich der Art der Drehung des Hauptreflektors gibt es keine Einschränkung, so daß die Steuerung des Antennenteils zwecks seiner Drehung in irgendeine besondere Richtung erleichtert ist.

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Die beschriebenen Ausfüh.rungsbeisj)iele dienen nur Er— läuterungszweclcen, und.es sind verschiedene andere Abwandlungen ohne Abweichung vom Erfindungsgegenstand möglich, der auf die Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1 .J Antennensystem mit einem Strahler, dessen Hauptstrahlungsach.se zur Ausstrahlung' einer elektroinagnetischeii Welle eingestellt ist, und mit einer Reflektoreinrichtung·, dadurch g e Ic e η η-ze lehn e t , daß der Strahler (z. B. 1) an einem Sockel befestigt ist, daß die Reflektoreinrichtung aus einem mit einer Reflexionsachse (z. B* 9) versehenen und auf der Hauptstrahlungsachse (z. B« S) angebrachten Vorreflektor (z. B. 2), der die vom Strahler empfangene elektromagnetische Tfelle in der Form einer kugelförmigen Welle reflektiert, und einem Hauptreflektor (z. B. 5) besteht, der als Teil einer Quasi-Zweitordnuiigs fläche ·ausgebildet ist und die vom Vorreflektor kommende kugelförmige "Welle in eine ebene-Jielle umgevan- delt in die Luft oder den Raum abstrahlt, und daß das System außerdem mit einem ersten Drehmechanismus zur Drehung des Hauptreflektors um die Reflexionsachse (z. B. 9) des Vorreflektors (z. B. 2) und einem zweiten Drehmechanismus zur Drehung einer den Vor- und den Ilauptreflektör umfassenden Einheit um die Hauptstrahlungsachse (z. B. 8) des Strählers ausgerüstet ist.

   2* Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorreflektor (z. B. 2) als Teil einer QuasiZwei t ordnungs fläche ausgebildet ist„ . '

   3. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorreflektor (4i) als ebener Spiegel ausgebildet ist. "■-,.""

   4. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet >. daß der Winkel (^^) zwischen der Haupt strahlungsachse (8) des Strahlers (i) und der Reflexionsachse (.9) des Vorreflektors (2) im Bereich von 45 bis 90° gewählt ist.

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   5* Äntennens^rstei» nacli ims»pruola t,- daduron, gekennzeichnet * daß· der Erdboden als Soclcel dient Hind eine Senci&T-Iümi)-fäugex— Kamraei" ^z« B-* 1A); mit einer' iait dein Stralilear |a«_; B« 1. ) -verbundeneii SeÄde^-Km^f änger-Eiaarichtiaiig- Xest mit dem-Erdboden -verbundie:» ist*

   6. Aut^iMaeasystem »acht JmapruQii 1:_t, net,, daß ein küaatlielier Sarbeliit.als Saclcei dient und die Haupt st r ahiungsachs e (z. B». 8)in Übereinstimraung mit der Spinaclise <ies SateJiliteia gebracnt ist.» .