DE2161894C3

DE2161894C3 - Antenna system

Info

Publication number: DE2161894C3
Application number: DE19712161894
Authority: DE
Inventors: Kurt 7140 Ludwigsburg Maciejewski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1981-08-27
Also published as: GB1355279A; DE2161894A1; DE2161894B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem, bestehend aus einem Parabolspiegel mit einer Ausleuchtantenne, die aus einem Speisehohlleiter gebildet wird, der an seiner Aperturöffnung einen konischen Hybrid-Mode-Erreger mit an der dem Parabolspiegel zugewandten Konusseite konzentrisch angebrachten Schlitze hat, deren Tiefe gleich ist und ungefähr λ/4 beträgt und deren Breite zwischen λ/10 und λ/20 liegt, wobei mindestens vier Schlitze vorhanden sind.The invention relates to an antenna system consisting of a parabolic mirror with an illuminating antenna, which is formed from a feed waveguide with a conical hybrid-mode exciter at its aperture opening with concentrically attached slots on the side of the cone facing the parabolic mirror, whose depth is the same and is approximately λ / 4 and whose width is between λ / 10 and λ / 20, where there are at least four slots.

Durch die US-PS 32 74 603 ist bereits ein Antennensystem bekannt, welches dem eingangs beschriebenen entspricht. Der in dieser Patentschrift beschriebene Parabolspiegel hat einen öffnungswinkel von höchstens 100°. Er besitzt eine Ausleuchtantenne in Form eines konisch gebildeten Teils, der in Abstrahlrichtung zum Parabolspiegel hin einen öffnungswinkel von höchstens 130° aufweist. Es hat sich gezeigt, daß derartige Antennensysteme in der E- und Η-Ebene sehr unterschiedliche Charakteristiken aufweisen und somit für bestimmte Anwendungszwecke nicht einsetzbar sind.From US-PS 32 74 603 an antenna system is already known which corresponds to that described above. The parabolic mirror described in this patent specification has an opening angle of at most 100 °. It has an illuminating antenna in the form of a conically formed part which has an opening angle of at most 130 ° in the direction of emission towards the parabolic mirror. It has been shown that antenna systems of this type have very different characteristics in the E and Η planes and thus cannot be used for certain purposes.

Durch die DE-AS 12 45 447 ist ferner eine Richtantenne mit Ringfokus-Paraboloidreflektor bekannt, bei dem der Speisehohlleiter von der Parabolrückseite eingeführt ist und mit einem geschlitzten Kegel in Verbindung steht, dessen öffnungswinkel kleiner 180° ist und dessen auf seiner Oberfläche angebrachten so Schlitze in Abstrahlungsrichtung des Farabols weisen. Dieser Kegel ist nun seinerseits von einem weiteren davor befindlichen Hilfsreaktor in Form eines innen mit Schlitzen versehenen Hohlkegels mit größerem öffnungswinkel in Abstrahlrichtung abgedeckt. «From DE-AS 12 45 447 a directional antenna with a ring focus parabolic reflector is also known at which the feed waveguide is inserted from the rear of the parabolic and with a slotted cone in Connection is whose opening angle is less than 180 ° and which is attached to its surface in such a way Point the slots in the direction of radiation of the Farabol. This cone in turn is now from another Auxiliary reactor located in front of it in the form of a hollow cone provided with slots on the inside with a larger opening angle covered in radiation direction. «

In der US-PS 32 12 096 ist bereits ein Antennensystem beschrieben worden, bei welchem versucht wird, die Richtcharakteristik in der H- und E- Ebene möglichst gleich zu machen. Dieses Antennensysem besteht aus einem Parabolspiegel, der durch einen speziellen w> Hornstrahler ausgeleuchtet wird. In der Aperturebene des Hornstrahler ist eine Platte mit einer zentralen Aussparung für die Hornöffnung angebracht. Auf der dem Parabolspiegel zugewandten Oberfläche der Platte befinden sich mehrere Schlitzreihen, die im Viereck <>5 oder im Kreis um die Aperturöffnung verlaufen. Die Schlitze sind ungefähr λ/4 tief. Der Abstand zwischen den Schlitzen wie auch deren Breite beträgt etwa λ/10.In US-PS 32 12 096 an antenna system has already been described in which an attempt is made to make the directional characteristics in the H and E planes as equal as possible. This antenna system consists of a parabolic mirror which is illuminated by a special horn antenna. In the aperture plane of the horn antenna there is a plate with a central recess for the horn opening. On the surface of the plate facing the parabolic mirror there are several rows of slots which run in a square <> 5 or in a circle around the aperture opening. The slots are approximately λ / 4 deep. The distance between the slots as well as their width is approximately λ / 10.

Eine Übereinstimmung der Richcharakteristiken gelingt mit dieser Ausbildung des Antennensystems nur in einem relativ schmalen Bereich.The directional characteristics match with this design of the antenna system only in a relatively narrow area.

Vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, die eingangs genannte Antenne so auszubilden, daß man mit ihr sowohl in der H- als auch in der f-Ebene möglichst gleiche Charakteristiken erhältThe present invention has therefore set itself the task of designing the antenna mentioned at the beginning in such a way that it has the same characteristics as possible in both the H and the f plane

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Parabolspiegel einen öffnungswinkel zwischen 120° und 180° hat, und daß der geschlitzte Konus in Abstrahlrichtung zum Parabolspiegel hin einen öffnungswinkel von ungefähr 230° aufweist, und daß der Abstand zweier aufeinanderfolgender Schlitze zwischen λ/4 und λ/8 liegtAccording to the invention, this is achieved in that the parabolic mirror has an opening angle between 120 ° and 180 °, and that the slotted cone has an opening angle in the direction of emission towards the parabolic mirror of approximately 230 °, and that the distance between two successive slots between λ / 4 and λ / 8

Entgegen der bisher üblichen Art den öffnungswinkel der Ausleuchtantenne kleiner 180° zu wählen, hat sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung überraschenderweise gezeigt, daß bei dem hier gewählten öftnungswinkel die gestellten Forderungen erreicht werden konnten.Contrary to the usual way of choosing the opening angle of the illumination antenna to be less than 180 ° surprisingly shown in the training according to the invention that in the case of the one chosen here opening angle the demands made could be achieved.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Figur ist ein Querschnitt durch eine gemäß der Erfindung aufgebaute Ausleuchtantenne dargestellt welche zur Ausleuchtung eines nicht gezeigten Parabolspiegels Anwendung findet.The invention is to be explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment. In the figure is a Cross-section through an illumination antenna constructed according to the invention, which is used for illumination a parabolic mirror, not shown, is used.

Die Ausleuchtung erfolgt durch einen Hohlleiter H, welcher mit seiner endseitigen Apertur A auf den nicht dargestellten Parabolspiegel ausgerichtet ist Am Ende des erwähnten Speisehohlleiters H ist ein sogenannter Hybrid-Mode-Erreger fangeordnet, der rückwirkungsfrei an den Speisehohlleiter H angepaßt ist und im wesentlichen aus einem ringförmig auf den Hals des Hohlleiters H aufgesetzten Metallteil besteht Dies verläuft in Richtung zum auszuleuchtenden Parabolspiegels hin konisch. In der Figur ist dieser Konus mit K bezeichnet. Die auf der Oberfläche dieses Konus angebrachten Schlitze 5 sind im rechten Teil der Figur in einem Teilausschnitt dargestellt Beim Ausführungsbeispiel sind vier Schlitze S vorhanden mit einem gegenseitigen Abstand a, der zwischen λ/8 und λ/4 liegt wenn mit λ die Wellenlänge bezeichnet wird. Die bezüglich ihrer Breite b gleich ausgebildeten Schlitze sind beim Ausführungsbeispiel unter sich alle in gleicher Richtung angeordnet. Mit Z ist die Hauptabstrahlrichtung der Ausleuchtantenne zum nicht gezeigten Parabolspiegel bezeichnet. Die Breite b der Schlitze S liegt zwischen λ/10 und λ/20. Der Konus des Hybrid-Mode-Erregers hat einen öffnungswinkel λ von ungefähr 230°. Die mit t bezeichnete Tiefe der einzelnen Schlitze S ist bei allen Schützen konstant und beträgt ungefähr λ/4. Als optimale Anzahl von Schlitzen hat sich ergeben, daß man mindestens vier derart ausgebildeter Schlitze, die in der Konusfläche ringförmig verlaufen, vorsehen muß.The illumination is done by a waveguide H, which is aligned with its end-side aperture A on the non-illustrated parabolic mirror at the end of said waveguide feeder H is a so-called hybrid mode excitation start is assigned, which is non-reactively matched to the waveguide feeder H and consisting essentially of a There is a metal part placed annularly on the neck of the waveguide H. This runs conically in the direction of the parabolic mirror to be illuminated. This cone is denoted by K in the figure. Affixed on the surface of this cone slots 5 are shown in the right part of the figure in a partial section of the exemplary embodiment, four slots S are provided with a mutual distance a which is between λ / 8 and λ / 4 is located when with λ the wavelength. The slots, which are of the same design with regard to their width b , are all arranged in the same direction below one another in the exemplary embodiment. The main direction of radiation of the illuminating antenna to the parabolic mirror, not shown, is designated by Z. The width b of the slots S is between λ / 10 and λ / 20. The cone of the hybrid mode exciter has an opening angle λ of approximately 230 °. The depth of the individual slots S , denoted by t , is constant for all shooters and is approximately λ / 4. The optimal number of slots has been found to be that at least four slots of this type, which run in the shape of a ring in the conical surface, must be provided.

Um keine zu große Abschattung des zu ausleuchtenden Parabolspiegels zu erhalten, wurde der Durchmesser D des konusförmigen Hybrid-Mode-Erregers E ungefähr 3 λ gewählt. Mit AH ist in der Figur eine dielektrische Abdeckhaube bezeichnet, die als Wetterschutz für die Apertur A des Speisehohlleiters //dient.In order to avoid excessive shadowing of the parabolic mirror to be illuminated, the diameter D of the conical hybrid-mode exciter E was chosen to be approximately 3λ. With AH a dielectric cover is designated in the figure, which serves as weather protection for the aperture A of the feed waveguide //.

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Antennenanordnung ergab bei einem öffnungswinkel des konusförmigen Teils von ungefähr 230° eine 10 dB-Keulenbreite von 130° mit einer Änderung von weniger ±8% über ein Frequenzband von ±18%. Dabei liegt der erste Nebe /ipfelbeica.35dB.An antenna arrangement constructed according to the invention resulted in an opening angle of the conical Partly of about 230 ° a 10 dB beam width of 130 ° with a change of less ± 8% across a frequency band of ± 18%. The first Nebe /ipfelbeica.35dB.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Antenna system, consisting of a parabolic mirror with an Ausleuchtar.tenne, which is formed from a feed waveguide, which has a conical hybrid-mode exciter at its aperture opening with slots concentrically attached to the side of the cone facing the parabolic mirror, the depth of which is the same and approximately λ / 4 and the width of which is between λ / 10 and λ / 20 with at least four slots, characterized in that the parabolic mirror has an opening angle between 120 ° and 180 ° and that the slotted cone (K) in the radiation direction (Z) to the parabolic mirror towards an opening angle (λ) of approximately 230 ° and that the distance (a) between two successive slots is between X / 4 and λ / 8

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