DE1910995C3 - Dielektrische Antenne - Google Patents
Dielektrische AntenneInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/24—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave constituted by a dielectric or ferromagnetic rod or pipe
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—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
- H01Q19/06—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 refracting or diffracting devices, e.g. lens
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- Waveguide Aerials (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine dielektrische Antenne mit einem Speisehohlleiter, in den sie mit ihrem
speiseseiligen Ende hineinragt und dessen Innenwände einen vorgegebenen Abschnitt ihres hineinragenden
Endes dicht umschließen, und mit einer in Richtung zum strahlungsscitigen Ende der Antenne hingerichteten
pyramidenförmigen Erweiterung des außerhalb des Speisehohlleiters befindlichen Teils der Antenne. Eine
Antenne dieser Art ist gemäß dem nicht vorveröffent-Iichien
tlauplpatent 18 03 792 laut dessen Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsseitige Ende
der Antenne kugelkalottenförmig abgeschlossen ist, daß die die Pyramidenform bestimmenden Winkel in
Abhängigkeit von dem gewünschten Richtdiagramm der Antenne gewählt sind und daß der Radius der
Kugelkalottc derart gewählt ist, daß im Falle der Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen zumindest
im winkelmäßigen Hauptstrahlungsbcreich des Strahlungsfernfeldes eine sich annähernd kugelförmig
ausbreitende Phasenfront der Wellen entsteht.
Gemäß Anspruch 5 des Hauptpaienls ist diese
Antenne vorteilhaft in einer Mehrzahl als Prinia'ranteiine
in einem zum Ausstrahlen und/oder Empfanget, elektromagnetischer Wellen geeigneten und einen
ein/igen Reflektor aufweisenden Refleklorantennensystem verwendbar, dessen Fernfcldrichtduigranim sich in
der Vertikalebene aus der gleichen Mehrzahl von vertikalen Elemcntarrichtdiagnimmen zusammensetzt,
in der Weise, daß die Priirr.rantennen in übereinander
verlaufenden Horizontalebenen angeordnet sind und in getrennte! Zuordnung zu den vertikalen Elementarrichtdiagrammen
den Reflektor oder Teile desselben ausleuchte!..
Diese Verwendung in einun Reflektorantennensysteni.
dessen l-'enifeldrichidiagramm sich aus zwei
l'.lementarrichtdiiigrammen zusammensetzt — die einerseits
azimutal gleichförmig und gleichgerichtet siiul
und andererseits in der durch die gemeinsame azimutale Hauptrichtung der zwei Elementarrichtdiagramme
verlaufenden Vertikalebene unterschiedliche Elevationswinkel ihrer Hauptrichtungen und unterschiedliche
Formen aufweisen — erfolgt gemäß Anspruch 6 des Hauptpatents zweckmäßig in der Weise, daß als die
zwei den zwei Elementarrichtdiagrammen getrennt
zugeordneten Primärantennen zwei gleichartige Antennen mit den Merkmalen der Erfindung gemäß dem
Hauptpalent vorgesehen sind, daß die Längsachsen der
ίο zwei Speisehohllciter dieser zwei Antennen in Richtung
zum bzw. vom Reflektor in einer gemeinsamen Vertikalebene parallel verlaufen und diese zwei
Speisehohlleiter sich gegenseitig berühren oder zumindest unmittelbar benachbart sind und daß in dem Falle,
daß in der den zwei Längsachsen der zwei Speisehohlleiter gemeinsamen Vertikalebene die Soll-Hauptrichtung
der primären Richtdiagramme zumindest einer der zwei Antennen von der Längsrichtung ihres zugehörigen
Speisehohlleiters um einen vorgegebenen Winkel in einer von der anderen der zwei Antennen fortweisenden
Richtung abweicht, der zugehörige Speisehohlleiter und/oder die in Frage kommende Antenne (gegebenenfalls
beide Speisehohlleiter und/oder beide Antennen) im Übergangsgebiet zwischen dem jeweiligen Speisehohlleiter
und seiner zugehörigen Antenne — gegebenenfalls mit Abstufungen — derart abgeknickt ist, daß
die Ist- mit der Soll-Richtung des primären Richtdiagramms
übereinstimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Antenne gemäß dem Hauptpatent weiterzubilden.
Hierzu gibt der Stand der Technik, der z. B. durch die
US-PS 34 14 903 gegeben ist, keine Anregung. Durch diese Vorveröffenilichung ist eine dielektrische Richtantenne
bekannt, die aus einem Spcisehohlleitcr in Form beispielsweise eines Hornstrahler mit rundem Querschnitt
besteht, in dessen Öffnung ein Kegelkörper aus einem Dielektrikum (relative Dielektrizitätskonstante
beispielsweise gleich 1,02) mit seiner Spitze hineinragt,
wobei der Hornstrahleröffnungswinkcl und der Kegelspitzwinkel
(im Beispielsfall gleich 13") gleich und derart gewählt sind, daß einerseits die Hornstrahlerinnenwände
den hineinragenden Teil des Kegelkörpers dicht umschließen und daß andererseits der Flächcnwirkungsgrad
(Apertur-Effizienz) der Antenne möglichst
hoch wird, im idealfall nämlich 100%. Die strahlungsseitige kreisförmige Grundfläche des Kegelkörpers ist im
Beispielsfall mit einem Durchmesser von etwa 46 cm angegeben, was bei dem beispielhaft vorerwähnten
Spitzenwinkcl eine Kegclhöhe von etwa 2 m bedeutet.
An diese Grundfläche schließt sich eine derartige elektromagnetische Linse mit gleichem Durchmesser zu
demjenigen der Kreisfläche an, die gewährleistet, daß
die Phasenverteilung der von der Richtantenne abgestrahlten Wellen konstant und die Amplitudenbclc-
ss giing der Apertur zumindest nahezu homogen sind.
Die vorerwähnten beispielhaften konstruktiven Abmessungen dieser bekannten Antenne lassen erkennen,
daß die Antenne im X-Band bei einer Wellenlänge von λ = 3,2 cm etwa 70 λ lang ist und deshalb — wie in der
(10 Vorveröffentlichung zutreffend angegeben — optischen
Gesetzen gehorcht. Diese Größenordnung der Antennenlänge ist aus mechanisch-konstruktiven Gründen
häufig unzulässig. Das Strahlungsdiagramm dieser bekannten Antenne ist rotationssymmetrisch, so daß sie
<<ζ· als Li reger in einem Reflekloraniennensystem nu: 111
dem Sonderfall einset/bar ist, in welchem der Reflektor
rotationssymmetrisch ist, ansonsten hohe Übertragungsverluste
auftreten; die Antenne gemäß dem
Hauptpatent oder gemäß der Erfindung ist auf diesen Sonderfall nicht beschränkt. Die bekannten nichtrotationssymmelrischen
dielektrischen Antennen sind im Gegensatz zur Antenne gemäß dem Hauptpatent oder
gemäß der Erfindung darüber hinaus nicrr. für zirkulär
polarisierte Wellen geeignet. Bei der Antenne gemäß dem Hauptpatent oder gemäß der Frfindung ist die
Ampütudenbelegung der Apertur nicht homogen, sondern cos-förmig; außerdem arbeitet die Antenne
gemäß dem Hauptpatent oder gemäß der Erfindung, deren maximale Abmessungen übrigens in der Regel
nur etwa 2 λ betragen (wodurch sie nicht den Gesetzen der Optik unterliegt), zusätzlich mit einer Oberflächenwelle,
während die bekannte Antenne gemäß Spalte 4. Zeilen 40ff. der US-PS 34 14 9OJ die gesamte Energie im
Strahlerinnern führen soll.
Die Erfindung geht somit aus von einer dielektrischen Antenne gemäß dem Hauptpatent und besieht darin,
daß die pyramidenförmige Erweiterung der Antenne gemäß Anspruch I des Hauptpatents einen eckenlosen
Querschnitt aufweist, der zumindest angenähert ellipsenförmig ist.
Die Pyramidenform bleibt bei der erlindungsgeniäßen
Antenne in ihrem sich erweiternden Teil somit angenähert erhalten, wenn man davon absieht, daß diese
Pyramide bei der erfindungsgemäßen Antenne im Gegensatz zur Ant; -ie gemäß dem Hauptpatent keine
Kanten wie eine übliche Pyramide aufweist. 1 er sich
erweiternde Teil der erfindungsgemäßen Antenne könnte daher auch als eine sich aus dem Übergang eines
Kegels zu einer Pyramide ergebenden Raumferm
bezeichnet werden, wenn man als Kegel eine eckenlose Pyramide mit kreisförmigem Querschnitt ansieht.
Anhand der Figuren wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung zu deren näheren Erläuterung im ein/einen beschrieben.
I" i g. 1 zeigt eine Seitenansicht.
I-" i g. 2 die Draufsicht und
I'ig. 3 einen Querschnitt in der .Schnittebene /\-/\
einer Ausführungsform der Erfindung.
Mit 1 ist hierbei ein runder .Speisehohlleiter mit Durchmesser c bezeichnet, in den der Anlennenkörper
aus dielektrischem Material mit seinem speiseseitigen
Ende, das spit/ verläuft und in F i g. 1 und 2 schraffier; dargestellt ist, hineinragt und dessen Innenwände dieses
hineinragende Ende bis zum Beginn der Verjüngung dicht umschließen. Zum strahkingsseitigen Ende hin
erweitert sich die gezeigte dielektrische Antenne außerhalb ihres Speisehohlleiters pyramidenförmig.
wobei diese Pyramide im Sinne der Erfindung einen eckenlosen, angenähert ellipsenförmigen Querschnitt
aufweist. In Fig. 1 sind die sichtbareil begrenzungslinien
dieser Erweiterung mit 2 und 3 bezeichnet, s während die abschlußseilige Begrenzungslinie dieser
Erweiterung durch eine gestrichelte Linie 4 angedeutet ist, die natürlich bei der Antenne selbst unsichtbar ist.
Der Spitzenwinkel dieser Erweiterung im Vertikalschnitt ist in F i g. 1 mit λ bezeichnet, während der
lu Spitzenwinkel dieser Erweiterung im Horizontalschnitt
in F i g. 2 mit β bezeichnet ist. Die sichtbare und durchgezogene Begrenzungslinie einerseits und die
lediglich denkbar und gestrichelt gezeichneten Begrenzungslinien des Horizontalschnitts andererseits der
Erweiterung der erfindungsgemäßen Ante.ine sind in
Fig 5,6 und 7 bezeichnet.
An ihrem strahlungsseitigen Ende ist die erfindungsgemäße
Antenne ebenso wie die Antenne gemäß dem Hauptpatent kugelkalottenförmig abgeschlossen. Der
Radius dieser Kugelkalotte ist in F i g. 1 und 2 mit r angegeben und die Lage des Mittelpunktes in
Verbindung mit der Größe r so gewählt, daß im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Antenne als
Sendeantenne zumindest in ihrem winkelmäßigen Hauptstrahlungsbereieh des .Strahlungsfernfeldes eine
sich annähernd kugelförmig ausbreitende Phasenfront der elektromagnetischen Wellen ergibt. Mit 8 ist die
Begrenziingslinie der KugelkaloUc in der Zeichenebene
tier I i g. I und 2 bezeichnet.
3c Ein in der Praxis besonders bewährtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mich den Abbildungen, das für
das X-Band (etwa 3 cm Wellenlänge) dimensioniert ist. weist folgende Dimensioniemngen auf, die allerdings
lediglich zum besseren Verständnis angegeben werden
\s und nicht etwa einschränkend für die Erfindung gelten
\ = 29
ji = 120'
/■ = 35 mm
b = 55 mm
t" = 22.8 mm im Durchmesser.
Die i'rl'inilungsgemüße Antenne ist besonders vortcil·
halt bei den Gegenständen der Ansprüche 5 und b ties
Hauptpatentes, die — wie bereits erwähnt — vorteilhafte
Verwendungsmöglichkeiten der in der Einleitung angegebenen Art betreffen, verwendbar, und zwar als
Einzelerreger.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
19 10 9S5
Patentansprüche:
Dielektrische Antenne mit einem Speisehohlleiter, in den sie mit ihrem speiseseitigen Ende hineinragt
und dessen Innenwände einen vorgegebenen Abschnitt ihres hineinragenden Endes dicht umschließen,
und mit einer in Richtung zum strahlungsseitigen Ende der Antenne hineingerichteten pyramidenförmigen
Erweiterung des außerhalb des Speisehohlleiters befindlichen Teils der Antenne, bei der
das strahlungsseitige Ende der Antenne kugelkalottenförmig abgeschlossen ist, bei der die die
Pyramidenform bestimmenden Winkel in Abhängigkeit von dem gewünschten Richtdiagramm der
Antenne gewählt sind und bei der der Radius der Kugelkalotte derart gewählt ist, daß im Falle der
Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen zumindest im winkelmäßigen Hauptstrahlungsbereich
des Strahlungsfernfeldcs eine sich annähernd kugelförmig ausbreitende Phasenfront der Wellen entsteht,
nach Patent 18 03 792, dadurch gekennzeichnet, daß die pyramidenförmige Erweiterung
der Antenne einen eckenlosen Querschnitt aufweist, der zumindest angenähert ellipsenförmig
ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691910995 DE1910995C3 (de) | 1968-10-18 | 1969-03-04 | Dielektrische Antenne |
GB1000770A GB1300100A (en) | 1969-03-04 | 1970-03-03 | Improvements in or relating to aerial arrangements |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681803792 DE1803792C3 (de) | 1968-10-18 | Dielektrische Antenne und deren Verwendung in einem Reflektorantennensystem | |
DE19691910995 DE1910995C3 (de) | 1968-10-18 | 1969-03-04 | Dielektrische Antenne |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1910995A1 DE1910995A1 (de) | 1970-09-24 |
DE1910995B2 DE1910995B2 (de) | 1977-07-21 |
DE1910995C3 true DE1910995C3 (de) | 1978-03-09 |
Family
ID=25756289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691910995 Expired DE1910995C3 (de) | 1968-10-18 | 1969-03-04 | Dielektrische Antenne |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1910995C3 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2849438A1 (de) * | 1978-11-15 | 1980-05-29 | Licentia Gmbh | Antennensystem |
EP0030272A1 (de) * | 1979-11-19 | 1981-06-17 | Siemens-Albis Aktiengesellschaft | Cassegrain-Antenne |
DE3007150A1 (de) * | 1980-02-26 | 1981-09-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mikrowellen-richtantenne zur erzeugung einer sektorgeformten strahlungskeule |
US4468672A (en) * | 1981-10-28 | 1984-08-28 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Wide bandwidth hybrid mode feeds |
US4940990A (en) * | 1989-01-19 | 1990-07-10 | University Of British Columbia | Intrabuilding wireless communication system |
JP3692273B2 (ja) * | 2000-02-03 | 2005-09-07 | アルプス電気株式会社 | 一次放射器 |
-
1969
- 1969-03-04 DE DE19691910995 patent/DE1910995C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1910995A1 (de) | 1970-09-24 |
DE1910995B2 (de) | 1977-07-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |