DE2319731A1

DE2319731A1 - Exzentrische cassegrain-antenne

Info

Publication number: DE2319731A1
Application number: DE2319731A
Authority: DE
Inventors: Hai Nhu Bui
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1972-04-21
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DE2319731B2; JPS5320342B2; US3810187A; FR2180585A1; CA962342A; GB1359266A; IT980311B; FR2180585B1; JPS4922061A; DE2319731C3

Description

THOMSOlT - CSP
173, Bd. Haussmann
PARIS Se /Frankreich

Unser Zeichen: T 1366

Exzentrische Cassegrain-Antenne

Die Erfindung betrifft eine exzentrische Cassegrain-Ultrahochfrequenzantenne mit sehr breitem Band und großem Wirkungsgrad.

Es ist bekannt, einer Strahlungsöffnung zur Verminderung der Beugung infolge ihrer Ränder und der Störreflexionen, die durch die angrenzenden metallischen Strukturen her** vorgerufen werden, und damit zur Verminderung der Amplitude der gestreuten Strahlungskeulen eine mit einem absorbierenden Material belegte Abschirmung für die in Betracht gezogenen elektromagnetischen Wellen zuzuordnen.

Bei den exzentrischen Cassegrain-Antennen, die aus einer Primärquelle, einem Hilfsreflektor und einem Hauptreflektor bestehen, der das letzte Element der Sendeantennen (oder

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das erste der Empfangsantennen) bildet, liegt das Strahlungssystem, das aus der Öffnung der Primärquelle und dem Hilfsreflektor besteht, unter dem Hauptreflektor, und die Abschirmung hat, wenn sie vorhanden ist, die Form einer Schale, die dieses Strahlungssystem seitlich umgibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine exzentrische Cassegrain-Antenne mit einer Abschirmung zu schaffen, bei der die übliche Anordnung der Elemente abgewandelt ist und das Befestigungssystem dazu bestimmt ist, als die mit einem absorbierenden Material verkleidete Abschirmung zu dienen und gleichzeitig, den doppelten Zweck des radioelektrischen Schutzes (Absorption der gebeugten Wellen und Reflektion der externen Störwellen) und des klimatischen Schutzes hat, ohne daß dies zu mechanischen Nachteilen führt. Auf diese Weise werden die Nachteile der Verwendung einer Antennenkuppel und die sich hieraus ergebenden Energieverluste vermieden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer exzentrischen Cassegrain-Antenne, bestehend aus einer Primärstrahlungsquelle, einem Hilfsreflektor und einem Hauptreflektor, die von einem Gestell getragen werden, und aus einem mit einem die elektromagnetischen Wellen absorbierendem Material belegten Element, das das sich aus der öffnung der Primärquelle und dem Hilfsreflektor zusammensetzenden Strahlungssystem umgibt, um die von der Primärquelle abgestrahlte und von dem Hilfsreflektor nicht aufgefangene Energie zu absorbieren, gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Strahlungssystem über dem Hauptreflektor liegt, daß das Element eine Haube ist, die das Strahl lungssystem bedeckt, und daß die Befestigungen des Elements und des Strahlungssystems an dem Gestell unabhängig sind, so daß eine Verstellung des Elements bezüglich des Gestells¹erfolgen kann, ohne eine Verstel- / lung des Strahlungssystems bezüglich des Gestells hervorzurufen.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Antenne gemäß der Erfindung,

Figur 2 einen Schnitt eines der Elemente der Antenne der Fig. 1, und

Figur 3 eine detailliertere Darstellung eines Teils der Antenne der Fig. 1.

In den verschiedenen Figuren sind die einander entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Figur 1 zeigt eine Primärquelle 1 in Form eines Hornstrahlers mit Reflektor. Der Klarheit -der Zeichnung halber sind die Elemente, die sich an diese Primärquelle anschließen und dazu bestimmt sind, sie mit Strahlungsenergie zu versorgen, nicht dargestellt. Ein Hilfsreflektor 2 und ein Hauptreflektor 3 vervollständigen den Strahlungsteil dieser exzentrischen Cassegrain-Antenne. Die Primärquelle 1 und der Hauptreflektor 3 sind auf einem Rohrgestell 4 mittels nicht gezeigter Bolzen- und Mutternvorrichtungen befestigt. Das Gestell 4, das durch Schweißen zusammengefügt ist, hat drei Füße, einen, 40, vorne und die beiden anderen, 41, hinten. Diese drei Füße bilden die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen Fuß 40 die Spitze bildet und dessen Seiten von drei horizontalen Rohren 45 gebildet werden. Von dem Fuß 40 gehen in Form eines zur Rückseite der Antenne geneigten V zwei vordere Querrohre 42 aus, die den Hauptreflektor tragen. Zwei hintere Querrohre 43 gehen von einem der hinteren Füße aus und bilden die beiden nicht-parallelen Seiten eines

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gleichschenkligen Trapezes, das zur Torderseite der Antenne gezeigt ist. Das Gestell 4 weist auch zwei Stützen 44 aus Metall auf, die jeweils an den beiden hinteren Querrohren angeschweißt sind-und .dazu beitragen, den Hauptreflektor 3 zu halten. Der Hilfsreflektor ist mit diesem Gestell durch einen Rohrrahmen 15 verbunden, der an den hinteren Querrohren des Gestells 4 befestigt ist.

Die mit einem absorbierenden Material belegte Abschirmung ist ein Element 6, das als Haube bezeichnet wird. Diese Haube .ist an dem Rohrgeste.il 4 befestigt. Der Hilfsreflektor 2 und die Öffnung der Primärquelle 1, die zu dem Hilfsreflektor gerichtet ist, werden von dieser Haube -bedeckt, die auch den Rohrrahmen 5 bedeckt. Diese bedeckten Teile der Antenne sind in Pig. 1 in gestrichelten Linien gezeichnet. Die Haube 6 ist weder an der Primärquelle 1 noch an dem Hilfsreflektor 2 noch an dem Rohrrahmen 5 direkt befestigt, damit sie sich unter der Wirkung des Windes bewegen kann, ohne ihre Bewegung auf den Rohrrahmen 5 und den Hilfsreflek-2 zu übertragen«

Pig. 2 zeigt einen Schnitt der Haube durch die Ebene X-X von Pig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. Sie zeigt die drei übereinanderliegenden Schichten,, die die Haube bildeni diese sind,, ausgehend von der konkaven Seite:

- ein Höchstfrequenz-Absorber 8 aus ürethanschauraplatten mit Graphit als Püllstoff, deren Oberfläche nebeneinanderliegende Kegel aufweist;

- eine metallische Schicht 9 aus einem kupferhaltigen Gewebe mit engen Maschen;

- einem Polyester—Schichtharz TO, das für die kupferhaltige Gewebeschicht als isolierende Unterlage dient.

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Zur Vereinfachung der Zeichnungen sind die Befestigungseinrichtungen der Haube weder in Fig. 1 noch in Fig. gezeigt.

Die Haube hat eine gekrümmte Oberfläche mit einer Längsund einer Quersymmetrieebene. Ihr Schnitt in der Längssymmetrieebene (Fig. 1} hat nahezu die Form einer Halbellipse, deren Enden durch ihre große Achse verbunden sind, und ihr Schnitt in der Quersymmetrieebene (Fig. 2) hat nahezu die Form eines Halbkreises.

Fig. 3 zeigt den Teil der Antenne der Fig. 1, der von dem oberen Abschnitt des Rohrgestells 4 und der Haube gebildet wird. Um die Befestigungseinrichtungen der Haube an dem Gestell gut zu zeigen, sind die Metallstützen 44 und die anderen Elemente der Antenne nicht dargestellt. Die Haube 6 weist vier Rohrelemente.il, 12, 13, 14 auf, die nahezu ganz innerhalb der Haube unter dem UHF-Absorber angeordnet sind. Diese vier Rohrelemente sind an Befestigungslaschen 16, 17 des Gestells 4 angeschraubt. Bei 15 im oberen Teil der Haube sind die vier Rohrelemente durch Schweißen verbunden.

Der Zweck der Haube ist zugleich radioelektrisch, mechanisch und klimatisch. Ihr radioelektrischer Zweck ist doppelt:

a) sie bildet infolge ihrer metallischen Schicht für externe Störstrahlungen eine Abschirmung und

b) sie nimmt einerseits nahezu die gesamte von der Primärquelle 1 abgestrahlte Energie auf, die der Hilfsreflektor 2 nicht aufnimmt, und andererseits einen Teil der von den Rändern der Primärquelle 1_f von den Rändern des Hilfsreflektors 2 und von dem

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Rohrrahmen 5 gebeugten Energie auf. Die so aufgefangene Energie wird normalerweise von dem Absorber 8 (Fig. 2) direkt absorbiert, wenn nicht, kann sie nach Reflexion an derkupferhaltigen Gewebeschicht 9 (Fig. 2) absorbiert werden. Somit ermöglich es die Haube, die Welligkeit der Kurve des Antennengewinns in Abhängigkeit von der Frequenz auf 0,2 dB zu vermindern, während sie etwa 1 dB in dem Betriebsfrequenzband von 3,8 bis 7,1 GHz der als Beispiel genommenen Antenne betrug. Sie ermöglicht es auch, den Pegel der abgestrahlten zerstreuten Strahlungskeulen um 15 dB zu verringern, also die Anzahl von Antennen der beschriebenen Art zu erhöhen, die an einem Knotenpunkt großer Telefonverbindungen angeordnet werden können, und entsprechend die Anzahl- der Richtungen zu erhöhen, in denen gesendet, werden kann.

Der mechanische Zweck der Haube ist darauf zurückzuführen, daß sie durch ihre Anordnung einen Teil der Primärquelle, den Rohrrahmen und den Reflektor 2 gegen die Winde schützt. Da die von den Winden auf den Hilfsreflektor 2 ausgeübten Kräfte sehr vermindert werden, kann daher der Durchmesser der Rohre, die den Rohrrahmen bilden, vermindert'werden. Dies führt zu einer Verminderung der Störbeugungen an diesen Rohren. Zu beachten ist auch, daß die Haube eine aerodynamische Form hat, die zur Verminderung ihres Windwiderstands bestimmt ist.

Vom klimatischen Standpunkt schützt die Haube den Hilfsreflektor gegen "den direkten Angriff von Regen und Schnee und erhöht daher die Betriebssicherheit der Antenne.

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Antennen der soeben beschriebenen Art sind daher besonders für das Gebiet der Richtfunkstrecken, der Weltraumtechnik und des Radars bestimmt.

In Abwandlung der beschriebenen.Ausführungsform kann die Haube auch so verlängert werden, daß sie den Teil des Hauptreflektors 3 der Fig. 1 bedeckt, der dem Hilfsreflektor 2 gegenüberliegt.

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Claims

Patentansprüche

( l.JExzentrische Cassegrain-Antenne, bestehend aus einer Primärstrahlungsquelle, einem Hilfsreflektor und einem Hauptreflektor, die von einem Gestell getragen werden, und aus einem mit einem die elektromagnetischen Wellen absorbierendem Material belegten Element, das das sich aus der öffnung der Primärquelle und dem Hilfsreflektor zusammensetzenden Strahlungssystem umgibt, um die von der Primärquelle abgestrahlte und von dem Hilfsreflektor nicht aufgefangene Energie zu absorbieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungssystem über dem Hauptreflektor liegt, daß das .Element eine Haube ist, die das Strahlungssystem bedeckt, und daß die Befestigungen des Elements und des Strahlungssystems an dem Gestell unabhängig sind, so daß eine Verstellung des Elements bezüglich des Gestells erfolgen kann, ohne eine Verstellung des Strahlungssystems bezüglich des Gestells hervorzurufen.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine isolierende Unterlage und zwischen der Unterlage und dem absorbierenden Material eine reflektierende metallische Schicht hat.
3. Antenne nach Anspruch 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material eine Oberfläche in Form von nebeneinanderliegenden Kegeln hat.
4. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einen Längsschnitt in etwa in Form einer Halbellipse hat, deren Enden durch die große Achse verbunden sind, sowie einen Querschnitt in etwa in Form eines Halbkreises.

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