DE2416541B2 - Cassegrain-Antenne - Google Patents
Cassegrain-AntenneInfo
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
- H01Q15/165—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal composed of a plurality of rigid panels
- H01Q15/167—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal composed of a plurality of rigid panels comprising a gap between adjacent panels or group of panels, e.g. stepped reflectors
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- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/18—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
- H01Q19/19—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
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Description
Γι
Die Erfindung bezieht sich auf eine Cassegrain-Antenne
gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Aus »Nachrichtentechnische Fachberichte«, Band 43, 1972, Seiten 119 und 120 ist es bekannt, den Reflektor 4i>
einer einfachen Reflektorantenne in stufenartig gegeneinander abgesetzte Bereiche zu unterteilen, wobei die
Stufen ein Viertel der Wellenlänge des Erregerfeldes betragen. Werden statt zwei drei und mehr solche
stufenartig gegeneinander abgesetzte Bereiche des v>
Reflektors vorgesehen, dann läßt sich auf diese Weise die Charakteristik der Antenne an eine Sektorcharakteristik
zunehmend besser annähern. Wie die Praxis jedoch zeigt, führt die bei diesem Prinzip nicht
beeinflußbare Amplitudenverteilting in der Apertur zu '«>
hohen, den Antennengewinn mindernden Nebenzipfeln und einer zu starken zentralen Einsenkung im
Strahlungsdiagramm.
Aus »Frequenz-Sonderausgabe«, 1963, S. 494 ist eine
Mehrreflektorantenne bekannt, deren Primärspeisesy- v>
stern ein sektorförmiges Strahlungsdiagramm abgibt und deren Fangreflektor und Hauptreflektor dadurch
mit möglichst gleichmäßiger Belegung über ihre Apertur beaufschlagt werden. Zur Erzeugung dieser
Sektorstrahlungscharakteristik sind Stufungen bei m> einem Reflektor im Primärstrahlersystem vorzusehen
und darüber hinaus noch Maßnahmen zur Amplitudenkorrektur in Gestalt von verformten Zonenrändern
durchgeführt. Allerdings führen diese Maßnahmen insgesamt nicht zu einer in der Antennenapertur stark
variierenden Belegung und infolgedessen zu einem sektorähnlich geformten Diagramm der Gesamtanten-Aus
»AGARD Conference Proceedings Nr, 139 on Antennas for Avionics«, Seite 43-| bis 43-15 ist es
bekannt, den Hauptreflejctor einer Cassegrain-Antenne
mit gegeneinander abgestuften Bereichen auszuführen und durch die besondere Reflektorformung die Amplitudenverteilung
in der Apertur des Hauptreflektors zu verformen. In dieser UteratursteUe ist auch auf
»IEEE-Transactions on Antennas and Propagation«, Juli 1964, Seiten 403 bis 408 hingewiesen, die eine
synthetische Methode zum Entwerfen einer Zweireflektor-Antenne mit einer willkürlichen Phasen- und
Amplitudenverteilung in der Apertur des zweiten Reflektors angibt Diese bekannte Methode nach
Galindo arbeitet ausschließlich nach den Gesetzen der geometrischen Optik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Gsssegrainantenne der einleitend beschriebenen Art
eine konkrete Lösung anzugeben, die bei relativ geringem technischen Aufwand eine gute Approximation
an eine gewünschte Sektorcharakteristik ermöglicht
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gemäß den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 gelöst
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das
Prinzip der Erzeugung einer sektorgeformten Charakteristik mit Hilfe von gegeneinander abgestuften
Bereichen eines Reflektors bei einer Cassegrain-Antenne in außerordentlich vorteilhafter Weise zusätzlich
eine Beeinflussung tier Amplitudenverteilung in der Apertur durch geeignete Formgebung des Subreflektors
ermöglicht, wobei die Gesetze der geometrischen Optik- nicht angewendet werden müssen. Dadurch
werden genauso wie bei der komplizierten Galindo-Methode stetige Nulldurchgänge des Amplitudenverlaufs
im Bereich eines 180°-Phasensprungs im Sinne geringer Nebenzipfelamplituden bei geringer zentraler Einsenkung
herbeigeführt
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in
schematischer Darstellung,
Fig.2 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der
Erfindung in schematischer Darstellung.
Die in den F i g. 1 und 2 angegebenen möglichen Grundkonfigurationen für drehsymmetrische Cassegrainantennen
sind zur Erzeugung von Sektordiagrammen, wie sie beispielsweise durch Belegungen der Form
/l,(c-x) oder K r Jo(U)X)
r = 0, 1,2 ...
entstehen, geeignet. In den Gleichungen bedeuten
cKy.uy Konstanten,
χ der auf den Aperturradius normierte laufende
Radius,
Jo die Besselfunktion nullter Ordnung.
Jo die Besselfunktion nullter Ordnung.
Beispielsweise ist für die Bordantenne eines geostationären Satelliten bei kreisförmigen, zentral unter dem
Satelliten gelegenen Auslouchtgebiet, vorzugsweise
eine Belegung der Frorm
erwünscht. Diese Belegung Ii ist in Fig. I auf der
rechten Seite angegeben. Sie hat, ausgehend von der
Apertwrmitte (χ = 0) bis zHm Aperturrand (* = ±1),
jeweils einen Phasensprung, der durch den angegebenen
Vorzeichenwechsel von Plus nach Minus angedeutet ist.
Wie F i g, 1 erkennen läßt, weist bei der angegebenen
Belegung B der Hauptreflektor 1 einen zentralen kreisförmigen Bereich 2 und einen ringförmigen Bereich
auf, die gegeneinander eine Abstufung aufweisen, die etwa eine viertel Wellenlänge hoch ist Der Subreflektor
ist mit 5 bezeichnet und wird von einem im Bereich des Scheitels des K-aiptreflektors 1 angeordneten, annähernd
punktförmig strahlenden Erreger 4 angeleuchtet (Fernfeld-Cassegrainantenne). Wie Fig. 1 ferner in
Verbindung mit der Belegung B deutlich macht, wird der
180°-Phasensprung, der durch den Vorzeichen wechsel
der Amplitude der Belegung angedeutet ist, durch die
Stufung-des Hauptreflektors 1 erreicht Darüber hinaus weist die Querschnittskontur des Subreflektors 5 Punkte
6 auf, die die erwünschten Nullstellen der Aperturbelegung markieren und in denen der Krümmungsradius
gegen den Wert Null geht Werden die Querschnittskonturabschnitte des Subreflektors 5 geradlinig gewählt,
dann wird bei geometrischer Strahiausbreitung
die Energie in Richtung der erwünschten Bekgungsextreraa transportiert Tatsächlich verteilt sich jedoch >i
durch Beugung die Energie dann qualitativ etwa in der durch die Belegung B angegebenen erwünschten Weise,
so da daß durch genaue Formung der Reflektoren 1 und 5 nur noch gewisse Korrekturen nötig sind. Die Form
des Hauptreflektors 1 wird aus genauen Beugungsrech- x>
nungen oder aus Messungen des Subreflektorsireufeldes so ermittelt daß in der Apertur der Antenne eine
annähernd ebene Welle entsteht An den Erreger 4 brauchen keine besonderen Forderungen gestellt
werden. Jedoch soll, wie bei Cassegrainantennen r>
üblicherweise gefordert, die Überstrahlung am Subreflektor 5 möglichst gering bleiben und das Feld
annähernd drebsymmetrisch zur Rotationsachse der Antenne verteilt sein.
Entgegen der Fernfeld-Cassegrainantenne nsch Fig. 1 ist in Fig,2 eine Nahfeld-Cassegrainantenne
(Subreflektor im Nahfeld des Erregers) im Schema dargestellt bei der der Erreger beispielsweise ein
Hornparabol 7 ist Der Hauptreflektor 8 weist keine gestuften Bereiche auf. Die Stufung ist hier beim
Subreflektor 9 vorgenommen, der seinerseits einen zentralen Bereich 10 und einen dagegen abgestuften
ringförmigen Bereich 11 aufweist Die Stufenhöhe beträgt wiederum etwa ein Viertel der Wellenlänge des
Strahlungsfeldes. Die die erwünschten Nullstellen der Aperturbelegung markierenden Punkte 6', deren Krümmungsradius
gegen Null geht fallen hier mit den durch die Abstufungen gegebenen Knickstellen zusammen.
Soll die Charakteristik besser an die ideale Sektorcharakteristik angenähert werden, dann muß dafür gesorgt
werden, da3 die Belegung über der Apertur eine größere Anzahl von Vorzeichenwe^ i<sel aufweist Je
mehr Vorzeichenwechse! die Belegung hat um so genauer läßt sich im Prinzip die gewünsrhte sektorähnliche
Charakteristik der Antenne in einem ihrer Diagrammschnitte erzielen.
Die Erfindung ist nicht auf eine rotationssymmetrische Cassegrainantenne der in den F i g. 1 und 2
gezeigten Art beschränkt Sie läßt sich in gleicher Weise bei Cassegrainantennen mit nicht kreisförmiger Apertur,
vorzugsweise mit elliptischer Apeitur anwenden. Entsprechendes gilt für Ausführungsformen von Cassegrainantennen
mit Zylinderparabolreflektor und torusförmige Anordnungen.
Claims (2)
- Patentanspreche;1, Cassegrain-Antenne mit einem Primärstrahler, einem Subreflektor und einem Hauptreflektor, der zur Erzeugung einer sektorähnlichi geformten Strahlungscharakteristik mit gegeneinander abgestuften Bereichen versehen ist, und mit einer Reflektorformung zur Beeinflussung der AmpOtudenverteüung in der Apertur, dadurch gekennzeichnet, daß der Subreflektor (5) so geformt ist, daß in denjenigen Punkten (6) seiner Querschnittskontur, die zu Nullstellen in der Aperturbelegung der Antenne fahren, der Krümmungsradius dieser Kontur gegen den Wert Null geht
- 2. Cassegrain-Antenne mit einem Primärstrahler, einem Subreflektor und einem Hauptreflektor, wobei ein Reflektor zur Erzeugung einer sektorähnlich geformten Strahlungscharakteristik mit gegeneinander abgestuften Bereichen versehen ist, und mit einer Reflektorformung zur Beeinflussung der Ampütudenverteiiung in der Apertur, dadurch gekennzeichnet, daß der Subreflektor (9) als abgestufter Reflektor vorgesehen ist und daß der Subreflektor (9) so geformt ist, daß seine gedachte, nämlich die Abstufung noch nicht aufweisende Form so verläuft, daß in denjenigen Punkten (6') suner Querschnittskontur, die zu Nullstellen in der Aperturbelegung der Antenne führen, der Krüm- jo mungsradius dieser Kontur gegen den Wert Null geht
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742416541 DE2416541C3 (de) | 1974-04-05 | 1974-04-05 | Cassegrain-Antenne |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742416541 DE2416541C3 (de) | 1974-04-05 | 1974-04-05 | Cassegrain-Antenne |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2416541A1 DE2416541A1 (de) | 1975-10-09 |
DE2416541B2 true DE2416541B2 (de) | 1980-07-03 |
DE2416541C3 DE2416541C3 (de) | 1981-05-07 |
Family
ID=5912194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742416541 Expired DE2416541C3 (de) | 1974-04-05 | 1974-04-05 | Cassegrain-Antenne |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2416541C3 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3533204A1 (de) * | 1985-09-18 | 1987-03-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Antenne mit einem hauptreflektor und einem hilfsreflektor |
DE3728976A1 (de) * | 1987-08-29 | 1989-03-09 | Licentia Gmbh | Cassegrain-antenne fuer den mikrowellenbereich |
US7737903B1 (en) | 2005-06-27 | 2010-06-15 | Lockheed Martin Corporation | Stepped-reflector antenna for satellite communication payloads |
US9190716B2 (en) | 2008-09-05 | 2015-11-17 | Astrium Limited | Reflector |
EP2161784A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-03-10 | Astrium Limited | Antennenreflektor |
-
1974
- 1974-04-05 DE DE19742416541 patent/DE2416541C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2416541A1 (de) | 1975-10-09 |
DE2416541C3 (de) | 1981-05-07 |
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