DE1929064U

DE1929064U - Richtantennenanordnung.

Info

Publication number: DE1929064U
Application number: DEM44169U
Authority: DE
Original assignee: Marconis Wireless Telegraph Co Ltd
Current assignee: Marconis Wireless Telegraph Co Ltd
Priority date: 1962-04-04
Filing date: 1963-03-13
Publication date: 1965-12-16
Also published as: US3165747A; GB976253A; SE302783B

Description

Die Neuerung befaest sich mit einer Richtantennenanordnung, die aua einera gekrümmten Reflektor, einer Aue 1 euch tan tenne, die durch eine Öffnung des gekrümmten Reflektors ragt und einem ebenen Reflektor besteht. _t

Richtantennen dieser Art sind an sich bekannt. So ist z.B. seit Jahren auf Richtfunkstrecken eine Hornparabolantenne eingesetzt, die aus einem Parabolabschnitt besteht und mehrere ebene Reflektorbleche besitzt. Die Ausleuchtung dieser Antenne erfolgt mit Hilfe eines Horns tr ahlers, welcher von unten gegen die Parabolschale at

Ferner ist eine als "Muschelantenne" bezeichnete Antennenkonstrulntibn bekannt, welche ebenfalls aus einem Parabolabschnitt besteht, der in Richtung zum Erdboden hin durch ein waagerechtes Blech begrenzt ist, wobei ebenfalls ebene Seitenblecha als Ab=· deckplatten zur seitlichen Begrenzung dienen. Auch bei dieser Antenne erfolgt die Ausleuchtung durch einen PrimSrstrahler in Form eines Hornstrahlers, welcher in der Bodenplatte der Antenne eingesetzt ist und die elektromagnetischen Wellen so bündelt, das3 der Parabolausschnitt entsprechend ausgeleuchtet wird.

FA.W !ISO

21a«, 46/02. 1929064. Marconi's "Wireless Telegraph Company Limited, London (Großbritannien); Vertr.: Dr.-Ing. B. Johannesson, Pat.-Anw., Hannover. Riditantennenanordnung. 13. 3. M 44169. Großbritannien 4. 4. 62 u. _B. U. 62. 12 954/62. (T.

j Ziel der Neuerung ist es, eine neue Richtantennenanordnung aufzuzeigen, welche einen möglichst parallelen Strahlenverlauf ermöglicht, wobei zusätzlich die Richtcharakteristik im Betrieb

! einstellbar sein soll.

Ausgehend von einer Richtantennenanordnung, bestehend aus einem gekrümmten Reflektor, einer Ausleuchtantenne, die durch eine Öffnung des gekrümmten Reflektors ragt., und einem ebenen Reflektor, vTird deshalb neuerungsgemäss vorgeschlagen, dass der ebene Reflektor der Ausleuchtantenne gegenüber angebracht ist und mit dem gekrümmten Reflektor, den er berührt, einen Winkel/bildet, und dass die Lage des ebenen Reflektors und die Form und Lage der beiden Reflektoren so gewählt sind, dass elektromagnetische Wellen, die von der Ausleuchtantenne ausgehen, an dem ebenen Reflektor zum gekrümmten Reflektor hin gebrochen werden, um von diesem gekrümmten Reflektor dann als parallel zu dem ebenen Reflektor verlaufende Strahlenbündel abgestrahlt bzw. empfangen zu werden.

An Hand der Figuren soll dies im folgenden näher erläutert werden.

In der Figur 1 ist mit i ein gekrümmter Reflektor bezeichnet, der die Form eines Parabolabschnittes besitzt. In einer zentral angeordneten Öffnung in diesem Reflektor 1 ist eine Ausleuchtantenne angebracht, welche in den meisten Fällen durch einen Hornstrahler oder durch die entsprechend ausgebildete Öffnung eines Hohlleiters gebildet wird. Der im folgenden kurz als Ausleuchtantenne bezeich-

FA.W ll80 - 3 -

21a· 46/02. 1929064. Marconi's Wireless 'Telegraph Company Limited London (Großbritannien); Vertr.: Dr.-Ing. B. Johannesson, Pat.-Anw., Hannover. | Richtantennenanordnung 13. i· <"· M 44169. Großbritannien 4. 4. 62 u.

note Strahler ist in der Figur rait 2 bezeichnet. Gegenüber der Strahleröffnung der Ausleuchtantenne 2 ist ein ebener Reflektor angeordnet. Mit Hilfe von Seitenblechen h wird der gekrümmte Rand des Reflektros 1 mit dein Rand des Reflektors 3 verbunden. Der Brennpunkt des gekrümmten Reflektors 1, der in der Figur parabel«·· förmigen Verlauf besitzt, ist mit X bezeichnet. Venn die Apertur der Ausleuchtantenne 2 sich in der gekrümmten Oberfläche des Reflektors 1 befindet, v;ird die Entfernung von dieser Apertur zum Brennpunkt X, in der Figur mit 2F bezeichnet, doppelt so gross gewählt als der Abstand F, der durch die Entfernung zwischen den Brennpunkt X und dem ebenen Reflektor 3 gegeben ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausleuchtantenne 2 etwas in Richtung auf den Reflektor 3 verschoben. Bei dieser Ausfuhrungsform ist es deshalb erforderlich, die orwähnte Lunge F etv/as zu kürzen* Die strichpunktierten Linien in der Figur 1 sollen die Ausbreitungsrichtungen elektromagnetischer Wellen"darstellen, welche von der Ausleuchtantenne zum Reflektor 3 und dann zum Reflektor 1 gelangen, um anschließend als Parallelstrahlen die Apertur der Gesamt-Antennenanordnung zu passieren. Bei der Einzeichnung der strichpunktierten Linien wurde vorausgesetzt, dass die Ausleuchtantenne eine punktförmige Energiequelle darstellt.

Die Fig. 2 stellt eine Draufsicht auf die Apertur der Gesamt-Antennenanordnung dar. Entsprechend der Fig. 1 ist hierbei der ebene Reflektor mit 3 bezeichnet und die Seitenbleche tragen die Bezeichnung k. Der Übersichtlichkeit halber ist die Ausleuchtantenne 2 in der Fig. 2 nicht mit eingezeichnet.

FA.W ll80

21a 46/02

lisVekgraph Company Li (Großbritannien); Vertr.: Dr.-Ing· Johannesson. Pat.-Anw.. Hannover. Riditantennenanordnung \->- >■ ° · M 44169. Großbritannien 4. 4. 62 u. D3. 11. *'- 12954/62. (T. 8

Eitle getnäss der Neuerung aufgebaute Richtantennenanordnung ist trots ihres einfachen mechanischen Aufbaus in elektrischer Hinsicht ebenbürtig den bisher bekanntgewordenen Richtantennen,wie beispielsweise der eingangs erwähnten Hornparabolantenne* Wie man dem in der Pig. I dargestellten Strahlengang entnehmen kann, arbeitet die neuerungsgemässe Antenne mit der Erzeugung einer virtuellen Quelle im Brennpunkt X durch die wirkliche Quelle der Aueleuchtantenne 2* Elektrisch ist sowohl die wirkliche, als auch die virtuelle Quelle innerhalb der Aperturebene des Parabolausschnittes und man erhält damit eine sehr gute Ausleuchtung, was einen hohen Gewinn und Wirkungsgrad ergibt.

In der Praxis wird die wirkliche Quelle 2 gewöhnlich durch einen kleinen Hornstrahler gebildet, dessen Aperturabmessung in der Grössenordnung von zwei Wellenlängen liegt, dann ist das Beugungsfeld vorherrschend. Dies ändert jedoch wenig an der Tatsache, dass man die Wirkungsweise entsprechend der geometrischen Optik mit einer Punktquelle (wirklichen Quelle) vergleichen kann, wie dies in der Fig. 1 durch die eingezeichneten Ausbreitungspfade getan wurde. Hierbei wird vorausgesetzt, dass ein einheitliches Phasen·· Zentrum besteht und dass die Ausleuchtung unter Berücksichtigung der vorhandenen Apertur vorgenommen wird.

Die Fig. 3 zeigt die Aperturausleuchtung in der Vertikalebene der Apertur für den Fall, dass der Ausleuchtstrahl, der von der Ausleuchtantenne 2 ausgeht, um 6° geneigt ist in Richtung auf den gekrümmten Reflektor 1 hin, bezogen auf die Noraale des ebenen Reflektors 3. Auf der senkrechten Achse der Fig. 3 ist

FA.W HoO - 5 -

21a« 46/02. 1929064. Marconi's Wireless'Telegraph Company Limited London (Großbritannien); Vertr.: Dr.-Ing. B. Johannesson, Pat.-Anw.. Hannover. \ Richtantennenanordnung 13. >■ ™· M 44169 Großbritann

13. >■

4. 4. bi u.

die Feldstärke Y aufgetragen. Die waagerechte Achse enthält die Werte der Y-Achse, ausgedrückt in Einheiten der Länge P. Die kleine v/inkelmässige Verdrehung der Ausl euch tan tenne 2 wurde hierbei aus zwei Gründen vorgenommen. Einmal erhält man damit eine Ausleuchtung in der vertikalen Ebene, die optimal ist, zum andern werden die Reflexionen, welche vom ebenen Reflektor 3 zur Ausleuchtantenne 2 erfolgen, reduziert. Die Ausleuchtung in der horizontalen Ebene ist ungefähr gleich der Ausleuchtung der Ausleuchtantenne 2 in dieser Ebene, da der Grad der Krümmung des Reflektors 1 klein ist und somit die Raumdämpfung ungefähr konstant bleibt. Der ebene Reflektor 3 nimmt ungefähr 8596 der Energie auf, vielche von der Ausleuchtantenne 2 ausgeht.

In der Pig. 4 ist ein Teil der neuerungsgemässen Antennenanordnung scheaatisch dargestellt. Hierbei bedeutet 1 den gekrümmten Reflektor, 2 die Ausleuchtantenne und 3 den ebenen Reflektor, entsprechend den Bezeichnungen der vorhergehenden Figuren. Diese Ausfülirunssform der Neuerung unterscheidet sich von der bisher beschriebenen dadurch, dass der ebene Reflektor 3 nicht starr mit dem gel:rümmten Reflektor 1 und den Seitenblechen k verbunden ist. Der ebene Reflektor 3 ist vielmehr in Punkt H mit dem gekrümmten Reflektor 1 gelenkartig so verbunden, dass der Winkel, welcher durch den ebenen und den gekrümmten Reflektor in Punkt H gebildet wird, variiert werden kann. Die stark ausgezogene Linie des ebenen Reflektors 3 stellt hierbei die Normallage dar, wie sie bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 1 bereits beschrieben wurde. Die punktiert eingezeichneten Linien 3' bzw. 3" zeigen die mögliche

(ϊ¹

21a« 46/02. 1919064. Marconi's Wireless TekgrapH Company Limited London (Großbritannien ; Vertr, Dr.Ing B

(Großbritannien); Jertr.: Dr.lng. | Johannesson. Pat.-Anw., Hannover. ^ Richtantennenanordnung. 13· - · °>-M 44 i69 Großbritannien 4. 4. 62 u. % η «L 12954/62 (T1lZ2^

enanordnung. 44 i69 Großbritannien η «L 12954/62. (T1l

Winkelvariation des ebenen Reflektors um seinen Drehpunkt H. Bs versteht sich, dass bei dieser Ausführungsfonn die in der Fig. k nicht eingezeichneten Seitenbleche k mit dem ebenen Reflektor 3 nicht starr verbunden sein können» Vorzugsweise werden die Seitenbleche bei dieser Ausführungsform so ausgebildet, dass sie min«· deatens bis zu der eingezeichneten unteren Lage 3" des drehbar angeordneten ebenen Reflektors 3 reichen·

Diese Ausbildung des ebenen Reflektors 3 ermöglicht eine Variation der Richtcharakteristik, die auch während des Betriebet allen Anforderungen angepasst werden kann»

FA.W 1180

Claims

RA less Telegraph Company Limited Lonaon ZS (Großbritannien); Vertr.: Dr.-Ing. B. - 7 - 1I Johannesson. Pat.-Anw.. Hannover. I ' I Richtantennenanordnung. 13. 3. 63. M 44169 Großbritannien 4. ■*. oi u. j W 11.62. 12954/62. fr-Si^lL- Schutzansprüche :

1) Richtantennenanordnung, bestehend aus einem grkümmten Reflektor, einer Ausleuchtantenne, die durch eine Öffnung des gekrümmten Reflektors ragt, und einem ebenen Reflektor, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Reflektor (3) der Ausleuobt* antenne (2) gegenüber angebracht ist und mit dem gekrümmten Reflektor (l), den er berührt, einen Winkel bildet und dass die Lage des ebenen Reflektors (3) und die Form und Lage der beiden Reflektoren (1, 3) so gewählt sind, dass elektromagnetische Wellen, die von der Aus1euchtantenne (2) ausgehen, an dem ebenen Reflektor (3) zum gekrümmten Reflektor (l) hin gebrochen werden, um von diesem gekrümmten Reflektor (l) dann als parallel zu dem ebenen Reflektor (3) verlaufendes Strahlenbündel abgestrahlt bzw. empfangen zu werden.

2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Reflektor (1) durch einen Parabolauaschnitt gebildet wird, und dass die Entfernung des ebenen Reflektors (3) zur Ausleuchtentenne (2) ungefähr halb so gross gewählt ist, wie di© Entfernung (2F) der Ausleuchtantenne zum Brennpunkt (X) des Paraboles und dass die Verbindung von dem parabolischen Reflektor zum ebenen Reflektor durch ebene Seitenbleche (k) ergänzt ist.

3) Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausleuchtantenne (2) ein Hornstrahler dient.

FA.W 1180 - 8 -

21a', 46/02. 1929 064. ***«**?·%£: W Teleetaph Company Limited, London

GroBbriir/nien); Vertr, Dr.-Ing. B. Johannesson. Fat.-Anw.. Hannover. ι

Richtantennenanordnung. 13. 3. «>> NV 44169. Großbritannien 4. 4 62 u

4)Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Ausleuchtantenne (2) in der Oberfläche des gekrümmten Reflektors (l) liegt.

5) Anordnung naoh Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Ausleuchtantenne (2) etwas über die Oberfläche des gekrümmten Reflektors (1) hinausragt, in ^Richtung auf den ebenen Reflektor (3) hin*

6) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Ausleuchtantenne (2) mit der Normalen des ebenen Reflektors (3) einen Winkel von einigen Grad bildet, so dass die Ausleuchtantenne zur Oberfläche des gekrümmten Reflektors hin gezeigt ist.

7) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Reflektor (3) mit dem gekrümmten Reflektor Cl) und den Seitenblechen (k) starr verbunden istt

8) Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Reflektor (3) um seinen Drehpunkt H bewegbar ausgebildet ist, so dass der vom ebenen Reflektor (3) und vom gekrümmten Reflektor Cl) gebildete Winkel variabel ist