DE2353277C2 - Parabolreflektorantenne mit vier Primärstrahlern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Parabolreflektorantenne mit vier Primärstrahlern, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist z. B. aus der US-PS 35 99 219 bekannt, zur Anstrahlung eines Parabolreflektors einer Antenne einen im Brennpunkt des Parabolreflektors angeordneten Primärstrahler mit Doppelpolarisation zu verwenden. Die Speisung des Primärstrahlers erfolgt bei Antennen mittlerer Leistung über zwei getrennte Koaxialkabel und bei Antennen größerer Leistung über zwei schwanenhalsförmige Hohlleiter, die jeweils einer der beiden linearen Polarisationsrichtungen zugeordnet sind. Der Aufbau einer solchen Antenne ist aber noch relativ kompliziert, und die aus zwei schwanenhalsförmigen Hohlleitern bestehende Hohlleitereinrichtung führt in Verbindung mit dem von ihr gespeisten Primärstrahler zu einer relativ großen Abschattung.
Aus der GB-PS 7 13 769 ist bereits eine Parabolreflektorantenne bekannt, deren in der Brennebene des Parabolreflektors angeordneter Primärstrahler über einen einzigen Hohlleiter gespeist wird, der durch den Scheitel des Parabolreflektors entlang dessen Achse

ίο hindurchführt Der Hohlleiter mündet in einen Ringraum, aus dem zwei einander diametral gegenüberliegende gekrümmte Hohlleiter herausführen, deren freie Enden jeweils eine Primärstrahleröffnung bilden, die in der Brennebene des Parabolreflektors liegt und in dessen Richtung abstrahlt Diese bekannte Parabolreflektorantenne ist aber für nur eine Polarisationsrichtung ausgelegt

Aus der US-PS 32 41 146 ist eine Parabolreflektorantenne bekannt die vier Primärstrahler aufweist von denen zwei einander gegenüberliegende ein für jeweils eine lineare Polarisationsrichtung bestimmtes Paar bilden. Jeder Primärstrahler ist über einen ihm zugeordneten, geraden und durch den Brennpunkt des Parabolreflektors verlaufenden Hohlleiter in der Nähe des Scheitels des Parabolreflektor mit einer Antennenspeisevorrichtung verbunden. Jeder Primärstrahler ist durch die Apertur des gekrümmten freien Endabschnittes eines Hohlleiters gebildet Die Ebenen, in denen die Primärstrahlerpaare jeweils liegen, sind um die Achse des Parabolreflektors gegeneinander winkelversetzt Wegen der Verwendung von vier einzelnen geraden Hohlleitern entsprechend der Anzahl von Primärstrahlern ist der Aufbau auch dieser bekannten Parabolreflektorantenne noch relativ kompliziert und führt auch zu einer relativ starken Abschattung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Parabolreflektoraiitenne der vorstehend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß ihr Aufbau vereinfacht und die Abschattung verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Parabolreflektorantenne durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Parabolreflektorantenne besitzt nur einen einzigen geraden Hohlleiter zur Speisung der vier Primärstrahler. Sie zeichnet sich daher durch einfachen Aufbau und geringe Abschattung aus. Durch den Kurzschluß am Ende des geraden Hohlleiters wird die in diesen übertragene Energie je nach Polarisationsrichtung in das erste Paar oder in das zweite Paar von gekrümmten Hohlleitern eingekoppelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Ausführungsform der Parabolreflektorantenne;

F i g. 2 eine Seitenansicht der Primärstrahler der in F i g. i gezeigten Antenne;
Fig.3 eine Stirnansicht der Primärstrahler von Fig. 2;

Fig.4 eine seitliche Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Primärstrahler für den Fall einer Anstrahlung des Parabolreflektor» durch eine zirkulär polarisierte Welle; und

Fig.5 eine Schnittansicht der Primärstrahler von F i g. 4 in einer Schnittebene, die im rechten Winkel zu der Schnittebene der F i g. 4 liegt.
Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform der Parabol-

reflektorantenne enthält eine Primärstrahlergruppe 1, die aus vier gekrümmten Hohlleitern gebildet ist, von denen nur drei Hohlleiter 10, 11, 12 in Fig. 1 sichtbar sind. Die Primärstrahlergruppe 1 ist über einen geraden Haupt-Hohlleiter 2, in den die vier gekrün mten Hohlleiter münden, mit einem Parabolreflektor 3 verbunden, der im Schnitt dargestellt ist Der gerade Hohlleiter 2 hat einen runden Querschnitt und ist am Scheitel 5 des Parabolreflektor 3 befestigt; er ist an dieser Stelle mit der nicht dargestellten Antennenspeiseleitung verbunden, damit er zu den vier gekrümmten Hohlleitern eine Welle mit vertikaler Polarisation Vund mit horizontaler Polarisation H überträgt Der Querschnitt des Haupthohlleiters nimmt allmählich zu dem Ende hin ab, an dem sich die gekrümmten Hohlleiter befinden, damit einerseits die Anpassung verbessert wird und andererseits die beiden strahlenden öffnungen der zum gleichen Paar gehörenden gekrümmten Hohlleiter näher beieinander liegen.

Fig.2 zeigt die Primärstrahlergruppe 1 und einen Teil des geraden Hohlleiters 2 in Seitenansicht; diese Figur zeigt einen Kurzschluß 14, der das dem Parabolreflektor abgewandte Ende des Hohlleiters 2 verschließt und die beiden zueinander senkrechten Feldvektoren der über den Hohlleiter 2 übertragenen Welle reflektiert; die Form dieses Kurzschlusses und sein Abstand von den gekrümmten Hohlleitern, von denen die drei Hohlleiter 10,11,12 sichtbar sind, sind so gewählt daß eine gute Anpassung zwischen dem geraden Hohlleiter 2 und den gekrümmten Hohlleitern erzielt wird. Anpassungsschrauben nach Art der Schraube 15, die an den gekrümmten Hohlleitern angeordnet sind, ermöglichen die Verbesserung des Stehv/ellenverhältnisses.

F i g. 3 zeigt die Primärstrahlergruppe 1 und den geraden Hohlleiter 2 in einer Stirnansicht in der Brennebene Fdes Paraboireflektors 3 (Fig. 1). Diese Figur läßt erkennen, wie die vier strahlenden öffnungen in der Brennebene Fliegen.

Sie liegen einander paarweise diametral gegenüber, wobei ein Paar der Polarisation Vund das andere Paar der Polarisation H entsprechen. Diese öffnungen sind die einen Enden der vier gekrümmten Hohlleiter 10,11, 12,13, während die anderen Enden dieser gekrümmten Hohlleiter, wie zuvor erwähnt wurde, in den geraden Hohlleiter 2 münden.

Somit werden die beiden zueinander senkrechten Feldvektoren der vom geraden Hohlleiter 2 übertragenen Welle durch den Kurzschluß 14 (F i g. 2) reflektiert und die sich auf die vertikale Polarisation beziehende Energie wird halbiert, so daß sie über die gekrümmten Hohlleiter U, 13 austritt, während die sich auf die horizontale Polarisation beziehende Energie gleichfalls halbiert wird und aus den beiden gekrümmten Hohlleitern 10,12 austritt.

Die soeben beschriebene Antenne ermöglicht, wie gezeigt wurde, die Anstrahlung des Paraboireflektors durch eine Welle mit zwei gleichzeitigen linearen Polarisationen; es ist jedoch auch möglich, mit der gleichen über den geraden Hohlleiter 2 übertragenen Welle eine Anstrahlung des Paraboireflektors 3 durch eine Welle mit zirkularer Polarisation durchzuführen. Zu diesem Zweck brauchen nur die beiden zueinander senkrechten Komponenten des elektrischen Feldes am Ausgang der Primärstrahlergruppe die gleiche Amplitude und eine Phasenverschiebung von 90° zu haben. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein Paar von gekrümmten Hohlleitern der einen Polarisation in bezug auf das andere Paar um A/4 verschoben wird, wobei A die Wellenlänge im geraden Hohlleiter 2 ist

Eine solche Ausführungsforrn ist in F i g. 4 und 5 dargestellt; diese Figuren sind zwei Schnittansichten der Primärstrahlergruppe in der Vertikalebene bzw. in der Horizontalebene, welche jeweils die Längsachse des geraden Hohlleiters 2 enthalten.

Die in F i g. 4 und 5 dargestellten Primärstrahler entsprechen einer zirkulären Rechtspolarisation für die Antenne, also einer zirkulären Linkspolansation für die

ίο Primärstrahlergruppe. Die in der Polarisation //enthaltene Energie tritt aus dem Hohlleiter 2 d'ireh das erste Paar von gekrümmten Hohlleitern 10,12 aus. nachdem sie an einer Metallplatte 16 reflektiert worden ist, die im geraden Hohlleiter 2 parallel zum Feldvektor entlang der Achse des geraden Hohlleiters 2 angeoi dnet ist Das zweite Paur von gekrümmten Hohlleitern 11,13 ist um A/4 in bezug auf das erste Paar versetzt und die in der Polarisation V enthaltene Energie tritt über diese beiden gekrümmten Hohlleiter nach Reflexion am Kurz-Schluß 14 aus. Die Hohlleiter 11, 13 müssen natürlich eine solche Krümmung haben, daß die Mittellinie L (F i g. 5) die gleiche Länge wie bei dem Hohlleiterpaar 10,12 (F ig. 4) hat.

Man erhält an den öffnungen der vier gekrümmten Hohlleiter zwei Feldkomponenten gleicher Amplitude, die um jt/2 gegeneinander phasenverschoben sind.

Im Fall einer zirkulären Linkspolarisation für die Antenne und somit einer zirkulären Rechtspolarisation für die Primärstrahlergruppe brauchen nur die gekrümmten Hohlleiter 10, 11, 12, 13 von Fig.4 und 5 und die Kurzschlußplatte 16 um 90° um die Längsachse des geraden Hohlleiters 2 gedreht zu werden. Die in der Polarisation Venthaltene Energie wird dann durch die Platte 16 zu dem ersten Paar von gekrümmten Hohlleitern gerichtet und die in der Polarisation //enthaltene Energie wird von dem Kurzschluß 14 zu dem zweiten Paar von gekrümmten Hohlleitern gerichtet.

Für den Fachmann sind unter anderem die folgenden Abänderungen offensichtlich:

die Verwendung eines geraden Hohlleiters mit quadratischem Querschnitt;

die Anbringung von kleinen Hornstrahlern mit quadratischem Querschnitt an den Öffnungen der gekrümmten Hohlleiter zu dem Zweck, die Differenz des Anstrahlungspegels in den Ebenen E und //zu verringern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Parabolreflektorantenne mit vier Primärsirahlern, von denen zwei einander gegenüberliegende ein für jeweils eine lineare Polarisationsrichtung bestimmtes Paar bilden und die über eine gerade, durch den Brennpunkt des Parabolreflektors verlaufende Hohlleitereinrichtung in der Nähe des Scheitels des Parabolreflektors mit einer Antennenspeisevorrichtung verbunden sind, wobei jeder Primärstrahler durch die Apertur eines gekrümmten Hohlleiters gebildet ist und die Ebenen, in denen die Primärstrahlerpaare jeweils liegen, um die Achse der geraden Hohlleitereinrichtung winkelversetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Hohlleitereinrichtung ein einziger gerader Hohlleiter (.1) ist, daß der WinkelabstanJ der gekrümmten Hohlleiter (10, 12; 11, 13) voneinander 90° beträgt und ihre Anfangsenden seitlich in den geraden Hohlleiter (2) im Abstand von dessen vom Parabolreflektor (3) abgekehrten Ende münden, und daß der gerade Hohlleiter (2) an dem vom Scheitel (S) des Parabolreflektors (3) abgewandten Ende durch einen Kurzschluß (14) abgeschlossen ist

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paare von gekrümmten Hohlleitern (10,12; 11,13) einander gleich sind.

3. Antenne nach Anspruch 1, zum Betrieb mit zirkularer Polarisation, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündungsöffnungen der gekrümmten Hohlleiter des zweiten Paares (11, 13) gegenüber denen des ersten Paares (10, 12) um Λ/4 näher zum Kurzschluß (14) versetzt sind, worin λ die Wellenlänge in dem geraden Hohlleiter (2) ist, und daß in dem geraden Hohlleiter (2) an der Mündungsstelle der gekrümmten Hohlleiter des ersten Paares (10,12) eine Metallplatte (16) derart angeordnet ist, daß sie die Welle der ersten der beiden Polarisationsrichtungen (W; reflektiert.

4. Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Hohlleiter (2) einen runden Querschnitt aufweist.

5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Hohlleiter (2) einen quadratischen Querschnitt hat.

6. Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturen der gekrümmten Hohlleiter (10, 12; 11, 13) zu Hornstrahlern quadratischen Querschnitts aufgeweitet sind.