DE1958108A1

DE1958108A1 - Zirkular polarisierte Rundstrahlantenne

Info

Publication number: DE1958108A1
Application number: DE19691958108
Authority: DE
Inventors: Leonhard Thomanek
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1969-11-19
Filing date: 1969-11-19
Publication date: 1971-05-19

Description

Zirkular polarisierte Rundstrahlantenne Antennen ait zirkularer Polarisation gibt s bisher nur als Richtantennen beispielsweise in Form einer Wandelantenne oder eines Kreuzdipols.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine zirkular polarisierte Rundstrahlantenne zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination eines aus vier gleichphasig gespeisten 1/2 Dipolen zusammengesetzten quadratischen Dipolrahmen mit einer senkrecht zur Rahmenebene angeodneten, mit einer Phasendifferenz von #90° gegenüber den Dipolen des Rahmens gespeisten Vertikalstrahler.
Ein quadratischen Dipolrahmen kann so dimensioniert werden, daß er ein kreisrundes horizontales Feldstärkediagramm mit konstanten Phasenverlauf von beispielsweise 0° bei Bezug auf den Systemmittelpunkt aufweist. Durch das Zusammenwirken eines solchen Dipolrahmens mit der mit der Phase + bzw. -90°C hierzu gespeisten Vertikalstrahl-r ergibt sich duit ein zirkular polarisiertes Rundstrahldiagramm.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig 1 zeigt eine erfindungsgemäße zirkular polarisierte Rundstrahlantenne. Sie bosteht aus vier zu einze quadratischen Dipolrahmen zusammengesetztes #/2-Dipolen 1 bis 4. Die Länge dieser Dipole ist abhängig von der Dick und zeist kleiner als #/2 Der Abstand der gegenüberliegenden Dipolpaare 1 und 3 bzw. 2 und 4 ist ebenfalls #/2, was einer Phasendifferenz von 180° entspricht. Um eine Berührung der Dipolendn zu vermeiden, sind diese aus der Rahmenebene leicht nach oben bzw. unten abgewinkelt. Die einzelnen Dipole 1 bis 4 sind in des gezeigten Ausführungsbeispiel über symmetrische wettergeschützte Leitungen 5 im Strombauch 6 gespeist, und zwar vom Rahmenmittelpunkt 7 aus betrachtet gleichphasig, d.h.
bei Draufsich auf den Rahmen führen gegenüberliegende Dipole entgegengesetzt gerichtete Ströme und alle Dipole des Rahmens sind in eines Drehsinn gespeist, wie dies in Fig. 1 durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt ist. Anstelle dieser Speisung der Dipole im Strombauch kann auch eine bekannte Speisung zweier benachbarter Dipole, z.B. der Dipole 1 und 4, an den gemeinsamen Eckpunkt erfolgen, was der Speisung eines gecknickten #-Dipolse entspricht Bei der gleichphasigen Speisung der Einzeldipole des Dipolrahmens wird die Strahlung in Zenitrichtung n - 900) also in Richtung senkrecht zur Rahmenebene ausgelöscht. In Richtung des Horizontes, also in Richtung der Rahmenebene (6 - 00), erfolgt dagegen infolge der Phasen- und Weglage der gegenüberliegende Dipole eine gleichphasige Addition in den Hauptstrahlungsrichtungen A, C und B, D. Das zugehörige Vektordiagramm ist in Fig. 2a dargestellt und zwar für die beiden Dipole 1 und 9 sowie 2 und 4 und bezogen auf den Systemmittelpunkt. Aus diesen Vektordiagramm ist zu ersehen, daß der für verschiedene Abstrahlwinkel α in der Horizontalebene resultierende Vektor, also die Vektorausse zweier zusammenwirkender Dipole, stets eine konstante Phase von beispielsweise 0° aufweist. Wenn die einzelnen Dipole so dimensioniert werden, daß unter der Winkelhalbierenden (α=#45° sowie #135°) zweier korrespondierender Dipole eine Amplitude von 50% (fig.2b) gegenüber den Strahlungsmaxima bei OC - 0°, r 900 sowie 1800 auftritt, so wird von Dipolarahmen ein kreisrundes horizontales Feldstärkedingramm mit konstanten Phasenverlauf von beispielsweise #=0° erzielt.
1. Mittelpunkt dieses Dipolrahmens, das heißt also im Systemittelpunkt, ist ein Vertikalstrahler 9 in Form eines Koaxialdipols angeordnet, dar so bemessen und gespeist ist, daß er im Sinne der Vektordiagramme nach Fig. 2a bzw. 2b die gleiche Amplitude (vertikal in Fig. 2a und 2b) wie die Strahlung des Dipolrahmens ergibt, nur mit der Phase #- + 900 bzw. - 900 gegenüber der Phase der Strahlung des Dipolrahmens. Auf diese Weise ergibt sich eine Rundstrahlantenne für zirkular polarisierte Wellen in horizontaler Richtung. Bei ungleichen Amplituden zwischen der vom Vertikalstrahler bzw. von durch den Hahzen gebildeten Horizontalstrahler abgegebenen Strahlung ergibt sich im Elevationsbereich eine elliptisch polarisierte Abstrahlung.
Der Koaxialdipol und die vorzugsweise über eine Symmetriereinrichtung angeschlossenen #/2 Dipole des Dipolrahmens werden voa Verteiler 10 über eine koaxiale Speiseleitung 11 gleichphasig gespeist. Als Verteiler kann ein 3-dB-Koppler oder ein Verteilersystem mit eines phasenschiebenden Ausgang verwendet werden.
Zur Unterbindung einer Strahlung nach unten ist es von Vorteil, in eines Abstand von #/4 unterhalb des Dipolrahmens einen Reflektor vorzusehen, dessen Seitenlänge größer als /2 ist. In des geneigten Ausführungsbeispiel ist ein Kreuzreflektor 8 bestehend aus zwei gekreuzten Reflektorstäben von einer länge größer als #/2 gebildet. Es kann jedoch ebensogut ein Flächenreflektor ntsprechender Dimensionierung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Abstrahlung im Elevationsbereich (#=20° bis 80°) erhöht werden.
Zur Erhöhung des Gewinnes kann es noch von Vorteil sein, den Vertikaistrahler aus mehreren in bekannter Weise gegeneinander entkoppelten, gleichphasig gespeisten Dipolen, beispielsweise stark verkürzten #-Dipolen, aufzubauen. Um eine Strahlungszunahme der Rundstrahlantenne in Richtung Horizont zu erzielen, können ferner auch mehrere erfindungsgemäße Antennensysteme übereinander angeordnet werden.
Patentansprüche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Zirkular polarisierte Rundstrahlantenne, g e k e n n -z z e i c h n e t d u r c h einen aus vier gleichphasig gespeisten #/2-Dipolen (1 bis 4) zusammengesetzten quadratischen Dipolrahmen sowie einen senkrecht zur Rahmenebene angeordneten, mit einer Phasendifferenz von #90° gegenüber den Dipolen des Rahmens gespeisten Vertikalstrahler (9).
2. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, d a d u r o h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Vertikalstrahler ein im Mittelpunkt des Dipolrahmens angeordneter Koaxialstrahler (9) iot.
3. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n -z e i n h n e t d u r o h einen im Abstand von parallel unterhalb des Dipolrahmnes angeordneten Reflektor, insbesonders Kreuzreflektor (8).
4. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k n n z e 1 c h n e t , daß die Enden der #/2-Dipole des Dipolrahmens aus der Rahmenebene heraus leicht gebogen sind.
5. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1 bis 4, d . d u r c h s e k e n n z e i c h n e t , daß der Vertikalstrahler aus mehreren in bekannter Weise geeneinander entkoppelten gleichphasig gespeisten Dipolen besteht.
6. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Antennensysteme nach Anspruch 1 bis 5 übereinander angeordnet sind.

L e e r s e i t e