DE2342882A1

DE2342882A1 - UHF horn radiator with small side lobes - has distribution function with steep drop and saddle at two edges

Info

Publication number: DE2342882A1
Application number: DE19732342882
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Rebhan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE2342882C3; DE2342882B2

Abstract

A horn aerial for very short electromagnetic waves. It has polar diagrams with suppressed side lobes and is suitable for applications in space communication such as satellite tracking systems. The distribution curve in a plane of approximately constant phase of aperture defined by the radiation in a predetermined plane will fall to zero near one edge. Hence the field distribution function approximates a constant, dropping steeply at one side near the aperture edge, flattening off near the bottom, and produces a saddle in the centre. The horn aerial can be fed from a square or a circular waveguide, generating hybrid transverse electric higher order modes.

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 4. AUG. 1973 Berlin und München Wittelsbacherplatz 2SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Munich, AUG 2-4. 1973 Berlin and Munich Wittelsbacherplatz 2

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Hornstrahler.Horn radiator.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hornstrahler für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit niedrigen Nebenzipfeln des Strahlungsdiagramms, wenigstens in vorgegebenen Raumbereichen und wenigstens im Abstand des zweiten Nebenzipfeis von der Hauptstrahlrichtung, bei dem die Belegung der durch eine Fläche annähernd konstanter Phase der Strahlung definierten Strahlerapertur wenigstens in einer vorgegebenen Richtung gegen, den Aperturrand monoton auf den Wert Null abfällt und.eine zentrale Einsattelung aufweist.The invention relates to a horn antenna for very short electromagnetic waves with low side lobes of the radiation diagram, at least in predetermined spatial areas and at least at a distance from the second side lobe from the main beam direction, in which the occupancy of the phase of the radiation, which is approximately constant by an area, is defined Emitter aperture at least in a predetermined one In the opposite direction, the aperture edge drops monotonically to the value zero and has a central depression.

Hornstrahler sind als Richtantennen vielfältig einsetzbar auf dem Gebiet der Funktechnik, insbesondere der Richtfunktechnik und des Sattelitenfunks. In den meisten Anwendungsfällen wird von solchen Hc-rnstrahlern eine gute Dämpfung der Nebenzipfel des Strahlungsdiagramms verlangt, da diese Strahlungsanteile sich vielfach als Störstrahlung auswirken können. Die Verwendung von Hornstrahlern oder Hornrefiektor-Strahlern mit hoher Nebenzipfeldämpfung ihres Strahlung?;» diagramm.?, bei terrestrischen Richtfunkstrecken ermöglicht beispielsweise eine engere Vermaschung solcher Netze. Bei ihrer Anwendung als Satelliten-Bordantennen ist hierdurch eine höhere Entkopplung zwischen Antennen zu erreichen, deren Strahlungscharakteristiken sich teilweise überdecken, wodurch unter Umständen Doppelfrequenzbetrieb bzw. ein Doppelkanalbetrieb durch Anwendung von zwei zueinander orthogonalen Polarisationen gleicher Frequenz ermöglicht wird.Horn antennas can be used in a variety of ways as directional antennas in the field of radio technology, in particular radio relay technology and satellite radio. In most applications, such radiators provide good attenuation the side lobe of the radiation diagram requires that this Radiation components can often have an effect as interference radiation. The use of horn radiators or horn reflector radiators with high side lobe attenuation of your radiation ?; » diagram.?, is possible for terrestrial radio links for example, a closer meshing of such networks. When used as satellite on-board antennas, this is to achieve a higher decoupling between antennas whose radiation characteristics partially overlap, whereby possibly double-frequency operation or a double-channel operation by using two mutually orthogonal Polarizations of the same frequency is made possible.

Der Wirkungsgrad einer Richtantenne und damit auch eines Hornstrahlers in der Hauptstrahlrichtung ist dann am größten,The efficiency of a directional antenna and thus also of a horn antenna in the main beam direction is then greatest,

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wenn die Belegung über die Antennenapertur einen konstanten Wert aufweist. Im Hinblick auf die zu fordernde Nebenzipfeldämpfung des Strahlungsdiagramms ist eine solche Belegung jedoch ungünstig. Eine Absenkung der Nebenzipfel kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Belegung gegen den Aperturrand hin so abfällt, daß sich die Belegungsfunktion mit möglichst geringer Steigung allmählich dem Wert Null am Aperturrand nähert. Da die Nebenzipfeldämpfung im allgemeinen nur für bestimmte Raumbereiche vorzugeben ist, genügt es, wenn dieser Abfall der Belegung gegen den Aperturrand lediglich in den Aperturbereichen vorgenommen wird, wo auch die Feldverteilung in den vorgegebenen Raumbereichen durch Belegungsänderungen wesentlich beeinflußt wird«. Besonders einfach gestalten sich in diesem Zusammenhang die Verhältnisse, wenn der Hornstrahler eine rechteckige Apertur hat und seine Belegung eine separierbare Funktion darstellt, das heißt sich aus dem Produkt zweier Belegungsfunktionen für zueinander senkrechte Richtungen ergibt, die Jeweils voneinander unabhängig sind.when the occupancy across the antenna aperture has a constant value. With regard to the required secondary lobe attenuation of the radiation diagram, however, such an occupancy is unfavorable. A lowering of the side lobes can thereby be brought about that the occupancy drops towards the aperture edge so that the occupancy function with the smallest possible slope gradually approaching the value zero at the aperture edge. Since the side lobe attenuation in general is only to be specified for certain areas of the room, it is sufficient if this drop in occupancy against the edge of the aperture is only carried out in the aperture areas, where the field distribution in the specified spatial areas is significantly influenced by changes in occupancy «. In this context, the Conditions when the horn antenna has a rectangular aperture and its assignment represents a separable function, that is, results from the product of two occupancy functions for mutually perpendicular directions, each are independent of each other.

Im allgemeinen weist die Belegung solcher Hornstrahler einen konstanten bzw. cosinusförmigen Verlauf auf. Durch Hinzunahme höherer Wellenformen kann der konstante Verlauf durch einen hinsichtlich der Nebenzipfeldärnpxung günstigeren cosinusquadratförmigen Verlauf ersetzt v/erden. Der cosinusförmige Verlauf hat gegenüber dem cosinusquadratförmigen Verlauf den Vorteil, daß hier der Verlust an Wirkungsgrad gegenüber einer konstanten Belegung geringer ist, dafür ist aber beim Cosinusquadratverlauf die erwünschte Nebenzipfeldämpfung erheblich größer als beim Cosinusverlauf.In general, the occupancy of such horn radiators has a constant or cosine-shaped profile. By adding The constant course of higher waveforms can be achieved by a cosine square shape which is more favorable with regard to the secondary lobe definition Course replaces v / earth. Compared to the cosine-square shape, the cosine-shaped curve has the The advantage here is that the loss of efficiency is lower compared to a constant occupancy, but this is the case with the cosine square curve the desired side lobe attenuation is considerably greater than with the cosine curve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Hornstrahler der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die bei der zu fordernden Nebenzipfel-The invention is based on the object of providing a further horn for a horn antenna of the type described in the introduction Specify the solution that is required for the secondary lobe

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dämpfung ihres Strahlungsdiagramms wenigstens ab dem zweiten Nebenzipfel hinsichtlich ihres Wirkungsgrades optimiert ist.attenuation of their radiation diagram at least from the second side lobe in terms of their efficiency is optimized.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Belegungsfunktion dadurch an eine konstante Belegung angenähert ist, daß sie einerseits gegen den Aperturrand hin einen steilen Abfall hat, der sich in unmittelbarer Nähe -des Aperturrandes stark abflacht und andererseits eine zentrale Einsattelung aufweist.This object is achieved according to the invention in that the occupancy function is thereby adapted to a constant occupancy it is approximated that, on the one hand, it has a steep drop towards the aperture edge, which is in the immediate vicinity Near -the edge of the aperture strongly flattened and on the other hand has a central indentation.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nicht nur durch einen abrupten Abfall der Feldstärke am Aperturrand der Nebenzipfelpegel erhöht wird, sondern im allgemeinen auch durch Knicke und scharfe Änderungen im Steiguags- und Krümmungsverlauf der Belegung. Es führt mit anderen Worten also nicht zu wesentlich besseren Ergebnissen, wenn die Belegung einen trapezförmigen Verlauf aufweist, der sich zunächst hinsichtlich des Wirkungsgrades als Approximation an eine konstante Belegung anbietet. Durch die erfindungsgemäße Belegungsfunktion mit einer zentralen Einsattelung und einem in unmittelbarer Nähe des Aperturrandes stark abgeflachten Verlauf wird diesem Tatbestand in außerordentlich vorteilhafter Weise Rechnung getragen.The invention is based on the knowledge that not only due to an abrupt drop in the field strength at the aperture edge the sidelobe level is increased, but generally also by kinks and sharp changes in the slope and Curvature of the occupancy. In other words, it does not lead to much better results if the Occupancy has a trapezoidal course, which is initially an approximation with regard to the degree of efficiency offers constant occupancy. Due to the occupancy function according to the invention with a central saddle and a strongly flattened course in the immediate vicinity of the aperture edge makes this fact extraordinary advantageously taken into account.

Für einen Hornstrahler mit rechteckiger Apertur oder einen Hornparabol läßt sich in vorteilhafter Weise eine solche Belegung dadurch herbeiführen, daß das Horn von einem quadratischen Hohlleiter gespeist ist und daß im Hohlleiter und/ oder im Horn neben der H.jQ-Grundwelle wenigstens die hybriden Wellentypen (EH)^₂ ¹^ (^EH)-|4 ^a*igeregt sind.For a horn antenna with a rectangular aperture or a horn parabolic, such an assignment can be brought about in an advantageous manner that the horn is fed by a square waveguide and that in the waveguide and / or in the horn in addition to the H.jQ fundamental wave at least the hybrid wave types ( EH) ^ ₂ ¹ ^ ( ^EH ) - | 4 ^a * are excited.

Bei einem Hornstrahler mit runder Apertur und rotationssymmetrischer Belegung kann der gewünschte Verlauf der Be-In the case of a horn antenna with a round aperture and a rotationally symmetrical one Occupancy can be the desired course of occupancy

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legung in einfacher Weise dadurch zumindest angenähert werden, daß das Horn von einem Rundhohlleiter gespeist ist und einen koaxialen Ringkegeleinsatz aus dielektrischem Material aufweist.laying can be at least approximated in a simple manner in that the horn is fed by a circular waveguide and has a coaxial ring taper insert made of dielectric material.

Anhand einer mathematischen Betrachtung sowie anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.On the basis of a mathematical consideration as well as on the basis of exemplary embodiments, the invention is intended in the following will be explained in more detail.

In der Zeichnung bedeuten:In the drawing:

Fig. 1 eine Rechteckapertur,1 shows a rectangular aperture,

Fig. 2 ein Belegungsdiagramm,2 shows an occupancy diagram,

Fig. 3 ein Nebenzipfeldiagramm,3 shows a side lobe diagram,

Fig. 4 und 5 die schematische Darstellung eines Horn-Fig. 4 and 5 the schematic representation of a horn

strahlers mit Rechteckapertur, Fig. 6 ein Belegungsdiagramm für den Hornstrahler nachstrahlers with rectangular aperture, Fig. 6 shows an occupancy diagram for the horn antenna

den Figuren 4 und 5,
Fig. 7 ein Hornstrahler mit runder Apertur.Figures 4 and 5,
7 shows a horn antenna with a round aperture.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Rechteckapertur laufen die längeren Seiten in der x- und die kürzeren Seiten in der y-Richtung. Die mathematische Behandlung der Belegung einer solchen Apertur ist dann relativ einfach, wenn die Belegungsfunktion durch eine sogenannte separierbare FunktionIn the rectangular aperture shown in Fig. 1, the run longer sides in the x direction and the shorter sides in the y direction. The mathematical treatment of the occupancy of a Such an aperture is relatively simple if the occupancy function is a so-called separable function

b(x,y) = f(x).f (y) (1)b (x, y) = f (x) .f (y) (1)

dargestellt werden kann. Hierin bedeutet die Funktion f(x) die Belegung der Apertur in x-Richtung und f(y) die entsprechende Funktion in y-Richtung. Im allgemeinen, wie das bei Richtfunkstrecken der Fall ist, kommt es fast ausschließlich auf die Strahlungscharakteristik der. Antenne in der Horizontalebene an. Befindet sich die x-Achse in der Horizontalebene, dann braucht also lediglich die Funktion f(x)can be represented. The function f (x) here means the occupancy of the aperture in the x direction and f (y) the corresponding one Function in the y direction. In general, as is the case with microwave links, it occurs almost exclusively on the radiation characteristics of the. Antenna in the horizontal plane. Is the x-axis in the Horizontal plane, then only the function f (x) needs

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so gewählt zu werden, daß die Dämpfung der Nebenzipfel des Strahlungsdiagranuns im Abstand einiger Halbwertsbreiten von der Hauptstrahlrichtung möglichst große Werte annimmt. Ist diese Forderung erfüllt, dann sind im Regelfalle unerwünschte Störungen einander benachbarter Richtfunkstrecken ausgeschlossen. Bei einer konstanten Belegung wird zwar ein hoher Wirkungsgrad erreicht, doch ergibt sich dabei, wie schon einleitend erwähnt worden ist, eine ungenügende Nebenzipfeldämpfung, so daß möglicherweise von einer Cosinus- bzw. Cosinusquadratbelegung Gebrauch gemacht wird, bei der die Feldstärke gegen den Rand der Apertur in x-Richtung auf vernachlässigbar kleine Werte abfällt.to be chosen so that the attenuation of the side lobes of the radiation diagram at a distance of a few half-widths assumes as large values as possible from the main beam direction. If this requirement is met, then as a rule unwanted interference from neighboring radio links is excluded. With a constant occupancy a high degree of efficiency is achieved, but, as already mentioned in the introduction, one results Insufficient side lobe attenuation, so that possibly use of a cosine or cosine square assignment is made in which the field strength towards the edge of the aperture in the x-direction to negligibly small values falls off.

Unter der im allgemeinen gegebenen Voraussetzung, daß es auf die Größe des ersten Nebenzipfels j von der Hauptkeule aus gesehen, bis zu einem gewissen Grad nicht ankommt, läßt sich zeigen, daß eine Belegung der FormUnder the general assumption that it is the size of the first secondary lobe j from the main lobe From the point of view of this, it does not matter to a certain extent, it can be shown that an occupation of the form

f(x) β (i+2a sin²Trx)cos 5 ^x (²)f (x) β (i + 2a sin ² Trx) cos 5 ^x ( ² )

eine Optimierung der Antenne in dem Sinne ermöglicht, daß hier bei relativ großem Wirkungsgrad die Nebenzipfeldämpfung im Abstand einiger Halbwertsbreiten von der Hauptkeule relativ groß ist. In den Gleichungen (1) und (2) bedeutet χ der auf den Halbmesser der Rechteckapertur in x-Richtung bezogene Abstand von der Aperturmitte und a ein Parameter. Wie das Diagramm der Fig. 2 zeigt, ergibt a ·.= (Kurve a = 0) für die Funktion f(x) eine Cosinusbelegung, die im Diagramm auf den Maximalwert f dieser Funktion bezogen ist. Mit zunehmendem a ergibt sich für die Funktionan optimization of the antenna enables the side lobe attenuation here with a relatively high degree of efficiency is relatively large at a distance of a few half-widths from the main lobe. In equations (1) and (2) χ means the distance from the center of the aperture and a in relation to the radius of the rectangular aperture in the x-direction Parameter. As the diagram in FIG. 2 shows, a ·. = (Curve a = 0) gives a cosine assignment for the function f (x), which in the diagram is related to the maximum value f of this function. With increasing a results for the function

f(x) eine zunehmende zentrale Einsattelung, die bei a = 1 (Kurve a = 1) etwa 50 % des Maximalertes und bei a = 8 (Kurve a = 8) etwa 90 % des Maximalwertes erreicht.f (x) an increasing central dip which reaches about 50 % of the maximum value at a = 1 (curve a = 1) and about 90% of the maximum value at a = 8 (curve a = 8).

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Der Verlauf des Nebenzipfelpegels in dB ist in Fig. 3 über die Größe u aufgetragen, die der BeziehungThe course of the side lobe level in dB is plotted in Fig. 3 over the quantity u, that of the relationship

u = £ eint . (3)u = £ unity. (3)

entspricht, in der D der Durchmesser der Apertur nach Fig. 1 in der x-Ebene, λ die Wellenlänge und\? der Ablagewinkel von der Hauptstrahlrichtung in x-Richtung bedeuten. Die verschiedenen Kurvenverläufe des Nebenzipfelpegels sind, entsprechend dem Diagramm nach Fig. 2, wiederum durch den Parameter a bezeichnet und zwar a = O, a = 0,5, a= 2 und a = 8. Wie die Kurven erkennen lassen, nimmt die Nebenzipfeldämpfung mit zunehmendem a stark zu, während gleichzeitig der erste Nebenzipfel etwa ansteigt. Die einzelnen Kurven bestehen aus zwei Teilen, die jeweils an ihren Übergängen durch kleine Kreise markiert sind. Links vom Kreis ist der Nebenzipfelpegel in seinem eigentlichen Verlauf und rechts vom Kreis als Hüllkurve dargestellt. Wie der Verlauf des Nebenzipfelpegels nach Fig. 3 für die Kurve a = 0,5 erkennen laßt, bewirkt bereits eine geringe zentrale Einsattelung eine erhebliche Verbesserung der Nebenzipfeldämpfung. Wie sich zeigt, ergibt eine Belegungsfunktion entsprechend der Kurve a = nach Fig. 2 ein gewisses Optimum hinsichtlich eines möglichst großen Wirkungsgrads bei möglichst großer Nebenzipfeldämpfur.g* Beträgt der Wirkungsgrad bei einer Cosinusbelegung entsprechend der Kurve a = 0 nach Fig.2 81 %, so ergibt sich bei der Belegung entsprechend der Kurve a = 1 ein Wirkungsgrad von 77 %. Die mit zunehmender zentraler Einsattelung der Beiegungsfunktion rasch anwachsende Nebenzipfeldämpfung wenigstens im Abstand des zweiten Nebenzipfels von der Hauptkeule beruht unter anderem darauf, daß, wie Fig. 2 erkennen läßt mit zunehmender Einsattelung der Abfall der Belegung in unmittelbarer Nähe des Aperturrandes sich zunehmend abflacht.corresponds, in which D is the diameter of the aperture according to FIG. 1 in the x-plane, λ the wavelength and \? mean the offset angle from the main beam direction in the x-direction. The various curve courses of the secondary lobe level are again denoted by the parameter a, in accordance with the diagram according to FIG. 2, namely a = 0, a = 0.5, a = 2 and a = 8. As the curves show, the secondary lobe attenuation increases increases strongly with increasing a, while at the same time the first side lobe increases approximately. The individual curves consist of two parts, each of which is marked by small circles at their transitions. The side lobe level is shown in its actual course on the left of the circle and as an envelope curve on the right of the circle. As the course of the secondary lobe level according to FIG. 3 for curve a = 0.5 shows, even a slight central dip causes a considerable improvement in the secondary lobe attenuation. As can be seen, an occupancy function according to curve a = according to FIG. 2 results in a certain optimum with regard to the greatest possible efficiency with the greatest possible secondary lobe attenuation g * If the efficiency with a cosine occupancy according to curve a = 0 according to FIG. 2 is 81 %, this results in an efficiency of 77% with the occupancy according to curve a = 1. The side lobe attenuation, which increases rapidly with increasing central saddle-in of the flexure function, at least at the distance of the second side lobe from the main lobe, is due, among other things, to the fact that, as shown in FIG.

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Die im quadratischen Hohlleiter existierenden H^_n- und E^ -Wellen haben gleiche Phasengeschwindigkeit und können daher zu hybriden (EH),, -Wellen zusammengefaßt werden. Dabei entsteht ein homogen polarisiertes Querschnittsfeld. In Polarisationsrichtung beispielsweise lassen sich so Verteilungen der Form _{The H ^ n} and E ^ waves that exist in the square waveguide have the same phase velocity and can therefore be combined to form hybrid (EH) ,, waves. This creates a homogeneously polarized cross-sectional field. In this way, for example, distributions of the shape can be made in the direction of polarization

f (x) = y K_n cos(n-~ x) (4)f (x) = y K _n cos (n- ~ x) (4)

n=0,1,2..«.n = 0,1,2 .. «.

mit den Konstanten K erzeugen. Durch Abstrahlung dieses Feldes können in der zugehörigen Hauptebene innerhalb gewisser Grenzen beliebig vorgegebene Strahlungsdiagramme approximiert werden« Durch die K,,₀-Grund\A?elle (n = 0) können nur Hybridmoden gerader Ordnung η angeregt werden, jedoch ist auch dann noa.. eine Diagrammsynthese möglich.with the constants K. By radiating this field, any given radiation diagram can be approximated within certain limits in the associated main plane. Due to the K ,, ₀ -grund \ A? Elle (n = 0) only hybrid modes of even order η can be excited, but even then noa. a diagram synthesis possible.

Mit einem eine Rechteckapertur aufweisenden Hornstrahler, wie er in den Figuren 4 und 5 von der Seite und von vorn dargestellt ist, läßt sich der gewünschte Verlauf der Belegungsfunktion in x-Richtung dadurch realisieren, daß in dem Horn 1 mit Phasenkarekturlinse 3 und/oder in dem das Horn speisenden quadratischen Hohlleiter 2 neben der H,, ,-,-Grundwelle die hybriden Wcllenformen (EH)^p angeregt werden. B'ür eine einen optimalen Wirkungsgrad aufweisenden Verlauf der Belegungsfunktion geht in diesem Falle die Gleichung (4) in " die GleichungWith a a rectangular aperture having horn, as shown in Figures 4 and 5 from the side and from the front, the desired course of the allocation function in the x direction can be realized in that in the horn 1 with Phasenkarekturlinse 3 and / or in the square waveguide 2 feeding the horn, in addition to the H ,,, -, - fundamental wave, the hybrid wave forms (EH) ^ p are excited. In this case, equation (4) goes into “the equation” for a course of the occupancy function exhibiting an optimal degree of efficiency

f(x) = 1 +0,5 cosnx - 0,5 cos2nx (5)f (x) = 1 +0.5 cosnx - 0.5 cos2nx (5)

über. Der Wirkungsgrad eines solchen Hornstrahlers beträgt in x-Richtung 80 %. Er ist also nur unwesentlich kleiner als der Wirkungsgrad bei einer Cosinusbelegung, obgleichabove. The efficiency of such a horn antenna is 80 % in the x direction. So it is only insignificantly smaller than the efficiency with a cosine assignment, although

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die Nebenzipfeldämpfung erheblich besser ist. Beispielsweise wird bei einer Cosinusbelegung eine Nebenzipfeldämpfung von 63 dB bei einem normierten V/inkel u i 59,1 erreicht, während dies bei einer Belegung entsprechend Gleichung (5) bereits bei u ^ 32,6 erreicht wird.the side lobe attenuation is considerably better. For example, in the case of a cosine assignment, secondary lobe attenuation occurs of 63 dB with a normalized V / angle u i 59.1 is reached, while this is already achieved at u ^ 32.6 with an occupancy according to equation (5).

Die Belegungsfunktion f(x) nach Gleichung (5) ist in Fig. dargestellt. Sie läßt sich qualitativ auch mit einem Hornparabol realisieren, dessen Apertur trapezähnlich ist. Ein solcher Hor-nparbol ist in Fig. 7 dargestellt. Der Homparabol 1' mit quadratischem Querschnitt des Speisehorns weist in diesem Falle eine Kreisringsektorapertur auf, und ist ebenfalls von einem quadratischen Hohlleiter 2 gespeist.The occupancy function f (x) according to equation (5) is shown in FIG. It can also be qualitatively carried out with a horn parabolic realize whose aperture is trapezoidal. Such a horn parbol is shown in FIG. The home parabolic 1 'with a square cross section of the food horn has in In this case, an annular sector aperture and is also fed by a square waveguide 2.

Pie Anregung der höheren hybriden V/ellenformen beim Hornstrahler nach den Figuren 4 und 5 bzw. 7 kann durch Stäbe, metallische Vorsprünge und Schneiden herbeigeführt v/erden, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle "IEEE Transactions on Antennas and Propagations" Vol. AP-18, No. 3₅ Mai 1970, S. 323 - 327, und die DT-OS 1 904 594, beschrieben sind,The excitation of the higher hybrid wave shapes in the horn antenna according to FIGS. 4 and 5 or 7 can be brought about by rods, metallic projections and cutting edges, as they are, for example, in the literature "IEEE Transactions on Antennas and Propagations" Vol. AP- 18, No. 3 ₅ May 1970, pp. 323-327, and DT-OS 1 904 594, are described,

Fig. 8 zeigt schließlich einen Hornstrahler 1" mit einer kreisförmigen Apertur, der von einem runden Hohlleiter ?J gespeist wird. Die ringförmige Feldkonzentration, die hier drehsymmetrisch ist, wird bei diesem Hornstrahler mit Hilfe, des koaxialen Ringkegeleinsatzes 4 herbeigeführt, der aus dielektrischem Material gefertigt ist. Der Verlauf der Belegung 5» wie er in der Aperturebene des Hornstrahlers auftritt, ist in Fig. 8 ebenfalls dargestellt.Finally, FIG. 8 shows a horn antenna 1 ″ with a circular aperture, which is fed by a round waveguide? The course of the occupancy 5 'as it occurs in the aperture plane of the horn antenna is also shown in FIG.

Die gewünschte Belegung in der Aperturebene eines Hornstrahlers mit kreisförmiger Apertur, der von einem runden Hohlleiter gespeist wird, kann grundsätzlich auch dadurchThe desired assignment in the aperture plane of a horn antenna with a circular aperture, that of a round one Waveguide is fed, can in principle also thereby

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herbeigeführt werden, daß im runden Hohlleiter und/oder im Horn neben der H₁ ,.-Grundwelle höhere Wellenformen H^_n und E^ angeregt werden. Die Anregung dieser höheren Wellenformen kann durch eine entsprechende Anzahl von stufenförmigen Übergängen im Horn und/oder im Rundhohlleiter herbeigeführt werden. Die gewünschte Belegung des Hornstrahlers läßt sich herbeiführen, wenn neben der H₁₁ Grundwelle wenigstens die E^ >, -, die E₁ £-, die H₁ £~ H₁^-Wellen angeregt werden.be brought about that in the round waveguide and / or in the horn in addition to the H ₁ , .- fundamental wave higher waveforms H ^ _n and E ^ are excited. The excitation of these higher waveforms can be brought about by a corresponding number of step-shaped transitions in the horn and / or in the circular waveguide. The desired assignment of the horn antenna can be brought about if, in addition to the H ₁₁ fundamental wave, at least the E ^>, -, E ₁ £ -, H ₁ £ ~ H ₁ ^ waves are excited.

3 Patentansprüche
8 Figuren3 claims
8 figures

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Claims

Claims.

1.! Horn radiators for very short electromagnetic waves - with low side lobes of the radiation diagram at least in predetermined spatial areas and at least at a distance of the second side lobe from the main beam direction, in which the occupancy of the radiation phase, which is approximately constant, is defined by an area The emitter aperture drops monotonically to the value zero at least in a predetermined direction towards the aperture edge, characterized in that the Occupancy function is approximated to a constant occupancy in that it ε on the other hand against the aperture edge h \ n has a steep drop that is in the immediate Near the edge of the aperture strongly flattened and on the other hand has a central indentation.

2. Horn antenna with a rectangular aperture or parabolic horn according to claim 1, characterized in that the horn (1) is fed by a square waveguide (2) and that in the waveguide and / or in the horn next to the H ,. “-Grundwelle at least the hybrid multiple types (EH) ^ ₂ ^and (EPl) ^ are stimulated.

3. Horn antenna with a round aperture and rotationally symmetrical assignment according to claim 1, characterized in that the horn (1 ^{! {} ) Is fed by a circular waveguide (2 ^f ) and has a coaxial ring cone insert (4) made of dielectric material.

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