DE2502531A1

DE2502531A1 - Antennenanordnung

Info

Publication number: DE2502531A1
Application number: DE19752502531
Authority: DE
Inventors: Anthony Rowland Raab
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-02-06
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-08-28
Also published as: JPS5729882B2; DE2502531B2; JPS5678204A; BE825218A; NL7501367A; JPS50110751A; GB1484102A; CA1039842A; IT1028386B; FR2260197A1; FR2260197B1; DE2502531C3; US3898667A; JPS5816801B2

Description

RCA 67,698

USA-Anm. No. 439 871

vom 6. Februar 1974

RCA

Antennenanordnung

Die Erfindung betrifft eine kompakte Antennenanordnung mit Frequenzmehrfachausnutzung, und insbesondere eine Antennenanordnung, bei der die Frequenzmehrfachausnutzung durch orthogonal polarisierte Strahlungsquellen und -reflektoren erreicht wird.

Bei der immer mehr zunehmenden Nachfrage nach mehr ausnutzbaren Frequenzbereichen ist es ein Gebot, daß der zugewiesene Frequenzbereich in stärkerem Maße ausgenutzt wird· Dies trifft besonders für Satelliten-Nachrichtensysteme zu, wo die Erfassungsfläche ein erheblicher Teil der Erdoberfläche ist. Es ist auch im Hinblick auf die Kosten erwünscht, mehrere Nachrichtenkanäle pro Frequenzbereich unterzubringen. Ein praktisch durchführbares Verfahren, um ein Spektrum oder einen Frequenzbereich mehrfach auszunutzen, liegt in der Übertragung mit orthogonal polarisierten Wellen. Eine Trennung der orthogonal polarisierten Wellen kann dadurch erreicht werden, daß man die Strahlquellen und die zugeordneten Reflektoren, die diese orthogonal polarisierten Wellen übertragen, unter einem großen Abstand zueinander anordnet. Besonders bei Antennen für die Satelliten-Nachrichtenübertragung besteht jedoch außer dem Wunsch nach der Mehrfachausnutzung des Spektrums auch noch die Notwendigkeit für eine in hohem Maße kompakte Antenne. Dies gilt besonders für die Satellitenantenne selbst.-Die Ausführung einer kompakten Antenne mit Frequenz—Mehrfachausnutzung war aus

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den oben genannten Gründen problematisch.

Die Erfindung kann bei einer Antennenanordnung ausgeführt werden, um elektromagnetische: .Wellen gleicher Frequenz mit einer vorgegebenen, orthogonalen Polarisation zu übertragen. Die Anordnung weist einen ersten und einen zweiten Reflektor auf, wobei jeder Reflektor einen Abschnitt eines Paraboloids aufweist und einen entsprechenden Brennpunkt hat. Jeder der Reflektoren enthält parallele, reflektierende Elemente, wobei die Elemente des einen Reflektors in einer ersten Richtung orientiert sind, um die in einer ersten Richtung polarisierten Wellen zu reflektieren, und die Elemente des anderen Reflektors in einer senkrechten Richtung dazu orientiert sind, um die in einer senkrechten Richtung zu der ersten Richtung polarisierten Wellen zu reflektieren. Eine erste Antennen-Strahlquelle liegt an dem Brennpunkt des ersten Reflektors, um mit den Elementen des ersten Reflektors kopolarisierte (das heißt in derselben Polarisationsrichtung liegende), elektromagnetische Wellen zu übertragen. Eine zweite Antennenstrahlquelle liegt an dem Brennpunkt des zweiten Reflektors, um mit den Elementen des zweiten Reflektors kopolarisierte, elektromagnetische Wellen zu übertragen. Die Reflektoren sind einer hinter dem anderen montiert, wobei die Brennpunkte der Reflektoren voneinander unter Abstand liegen, und die Brennebenen parallel zueinander sind. Polglich werden die kreuzpolarisierten Wellen, die durch die parallelen Elemente an der Oberfläche des jeweiligen Reflektors erzeugt werden, von dem kopolarisierten Strahl jedes Reflektors weg abgelenkt, und die kopolarisierten Wellen, die an den entsprechenden Reflektoren erzeugt werden, werden parallel zu einer vorgegebenen, gemeinsamen Richtung übertragen.

Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung überlappen sich die Reflektoren in der Nähe ihrer flacheren Enden, und in der Nähe der Scheitelpunkte der entsprechenden Reflektoren, und sie sind im wesentlichen symmetrisch bezüglich der vorgegebenen, gemeinsamen Richtung.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Frontansicht einer Satelliten-Antennenanordnung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die an dem Satelliten montiert ist;

Figur 2 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Anordnung in einem Schnitt entlang der Linie 2-2;

Figur 3 eine Frontansicht eines Rotationsparaboloids, wobei der Teil des Rotationsparaboloids gezeigt ist, der in der Antennenanordnung von Figur 1 verwendet wird;

Figur 4 eine Draufsicht, die die allgemeine Anordnung der zwei Reflektoren relativ zueinander bei der in Figur 1 gezeigten Antenne:darstellt;

Figur 5 eine Skizze, die die Wirkungsweise eines ersten Paares von Reflektoren in der Antennenanordnung von Figur 1 zeigt;

Figur 6 öi?ie?Sisizze, die einen Teil von einigen vertikalen Elementen in einem Reflektor und ein Elektrodiagramm. der kopolarisierten Welle darstellt, mit der diese Elemente beaufschlagt werden;

Figur 7 eine Skizze, die einen Teil von einigen der horizontalen Elemente in einem Reflektor und ein Vektordiagramm der kopolarisierten Welle darstellt, mit der diese Elemente beaufschlagt werden; und

Figur 8 eine Skizze, die die Arbeitsweise einea·.,Anderen Paares überlappender Reflektoren und der zugehörigen Strahlungsquellen in der Antennenanordnung von Figur 1 zeigt.

In Figur 1 ist eine Satellitenantennenanordnung 10 gezeigt,

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die auf einem Satelliten 11 montiert ist. Die Antennenanord— nung 10 weist Reflektoren 12, 13» 15 und 17 und Wellenleiter-Hornstrahler 19 a, 19 b, 19 c und 19 d auf. Die Reflektoren 12, 13, 15 und 17 sind auf dem Satelliten 11 durch Stützsäulen 12a, 13a, 13b, 15a, 17a und 17 b montiert. Die Stützsäulen 13b und 17 b sind durch die Hornstrahler 19b und 19 d in Figur 1 verdeckt. Aus der Seitenansicht der Reflektoren 15 und 17 in Figur 2 ist zu ersehen, daß der Reflektor 15 durch die Stützsäule 15a, die sich durch den Reflektor 15 erstreckt, und durch Befestigung des Endes 16 des Reflektors 15 an einem Ende der Stützsäulen 17 a und 17b getragen wird. Der Reflektor 15 ist an den Stützsäulen 15a, 17 a und 17 b durch eine geeignete Verbindung befestigt. Der Reflektor 17 wird durch die beiden Stützsäulen 17 a und 17 b, die sich durch den Reflektor 17 erstrecken, und durch Befestigung des Endes 16 a an der Stützsäule 15 a an einem Punkt, der geringfügig hinter dem Reflektor 15 liegt, getragen. Die Stützsäule 17b erstreckt sich nur durch den Randabschnitt des Reflektors 17. Der Reflektor 17 ist mit den Stützsäulen 15a, 17a und 17 b durch geeignete Verbindung befestigt. Die Stützsäulen 12a, 13a und 13b tragen den Reflektor 12 auf ähnliche Weise vor dem Reflektor 13, wobei der Reflektor 13 hinter dem Reflektor 12 montiert ist. Ein geeignetes Material für diese Stützsäulen für die Weltraumtechnik ist ein Material mit geringer Wärmeausdehnung, das mit Graphit-Faser-Epoxyharzmaterial bekannt ist.

Die Reflektoren 12, 13» 15 und 17 sind jeweils Abschnitte eines Rotationsparabolei&s, Der Abschnitt 21 des Rotationsparaboloids (Figur 3) wird für den Reflektor 15 verwendet. Der Abschnitt 21 a wird für den Reflektor 17 verwendet. Für die Reflektoren 12 und 13 werden ähnliche, jedoch symmetrisch liegende Abschnitte eines Rotationsparaboloids verwendet, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die lange Kante von jedem der Abschnitte schneidet den Scheitel des Paraboloids. Der Abschnitt 21 überlappt über die Hälfte des Abschnittes 21 a. Der Scheitel V liegt entlang der langen Kante der Abschnitte 21 und 21 a. Der Scheitel V liegt etwa in der Mitte entlang der langen Kante des

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Abschnittes 21 a und etwa ein Drittel oberhalb des Endes des Abschnittes 21. Der ausgewählte Teil des Paraboloids liegt nahe bei der Mitte des Rotationsparaboloxds, um eine auf engerem. Raum liegende Überlappung der Reflektoren zu gestatteten und die Erregung von kreuzpolarisierten Feldern auf ein Minimum herabzusetzen.

Aus Figur 1 ist zu ersehen, daß sich die Reflektoren 12 und 13 überlappen, und daß sich die Reflektoren 15 und 17 überlappen. Der Reflektor 12 überlappt etwa die Hälfte des Reflektors 13. In ähnlicher Weise überlappt der Reflektor 15 etwa die Hälfte des Reflektors 17· Die Reflektoren überlappen sich so, daß die lange Kante des vorne liegenden Reflektors über der langen Kante des zugehörigen, hinteren Reflektors liegt« So ist beispielsweise aus Figur 4 zu ersehen, daß sich der Reflektor 15 mit dem Reflektor 17 so überlappt, daß ihre langen Kanten übereinander liegen. Der Scheitelpunkt 23 für den Reflektor 15 (Figur 4) liegt auf einer Linie und unter Abstand von dem Scheitelpunkt des Reflektors 17. Die Reflektoren 15 und 17 überlappen sich an ihren flacher ausgebildeten Enden in der Nähe des jeweiligen Scheitels mit im wesentlichen gleichmäßiger Symmetrie. Wenn man mit anderen Worten einen Spiegel an der Mitte der Überlappung anordnet und die obere Hälfte abdeckt, würde der Spiegel von der unteren Hälfte das reflektieren, was im wesentlichen an der abgedeckten oberen Hälfte vorhanden wäre. Dasselbe gilt für die Anordnung der Reflektoren 12 und 13» wobei der Reflektor 12 vor dem Reflektor 13 angeordnet ist und sich weiter als der Reflektor 13 von dem Satelliten 11 weg erstreckt. Der Scheitelpunkt 23 a des Reflektors 12 liegt auf einer Linie und unter Abstand von dem Scheitelpunkt 25 a des Reflektors 13.

Die Reflektoren 12, 13, 15 und 17 werden durch parallele, leitfähige Elemente gebildet, wie sie teilweise durch die parallelen Linien in den Figuren 1 und 4 dargestellt sind. Die parallelen Elemente der Reflektoren 12 und 17 sind durch senkrecht orientierte, parallele Linien 27 bzw. 29 dargestellt. Die parallelen Elemente der Reflektoren 13 und 15 werden durch

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horizontal orientierte, parallele Linien 31 bzw. 33 dargestellt. Die Elemente, die die Reflektoren 13 und 15 bilden, sind senkrecht zu den Elementen orientiert, die die Reflektoren 12 und 17 bilden. Die parallelen, die Reflektoren bildenden Elemente können durch eine Vielzahl nahe beieinander unter Abstand angeordneter, paralleler Drähte gebildet werden, die in einem niedrig dielektrischen Kunststoff-Grundmaterial eingebettet sind· Die Drähte sind in einer solchen Weise ausgelegt, daß sie bei Betrachtung von einem großen Abstand entlang der Achse des erzeugenden Paraboloids überall untereinander und zu einem elektrischen PeId parallel erscheinen, das von einer zugeordneten, kopolarisierten Strahlquelle erzeugt wird.

Der Hornstrahler 19 a ist so ausgelegt, daß er Signale über einem vorgegebenen, breiten Frequenzband zu koppeln, und ist so polarisiert, daß er vertikal polarisierte Wellen überträgt. Dieser Hornstrahler 19 a ist auf einer Stütze 51 montiert, die sich von dem Satelliten 11 zu dem Horn 19 a erstreckt (Figur 1). Der Hornstrahler 19 a ist mit seiner Öffnung an dem Brennpunkt des kopolarisierten Reflektors 12 angeordnet. Der Hornstrahler 19 a ist ferner so orientiert, daß die Ausleuchtung des Reflektors 12 optimiert wird.

Der Hornstrahler 19 b ist so ausgelegt, daß er Signale über demselben Frequenzband wie der Hornstrahler 19 a koppelt, er ist jedoch so polarisiert, daß er horizontal polarisierte Wellen überträgt. Dieser Hornstrahler 19b wird von einer Stütze 53 getragen, die sich von dem Satelliten 11 zu dem Horn 19 b erstreckt. Die Mont age anordnung ist so getroffen, daß die Öffnung des Hornstrahlers 19 b auf dem Brennpunkt des kopolarisierten Reflektors 13 liegt. Der Hornstrahler 19 b ist ferner so orientiert, daß die Ausleuchtung des Reflektors 13 optimiert wird.

Die Hornstrahler 19 c und 19 d sind so polarisiert, daß sie horizontal bzw. vertikal polarisierte Wellen übertragen. Die Hornstrahler 19 c und 19 d sind so ausgelegt, daß sie Signale über demselben Frequenzband koppeln. Dieses Frequenzband kann

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dasselbe Frequenzband sein wie das oben erwähnte, vorgegebene Frequenzband, es kann sich jedoch, auch um ein anderes Frequenzband handeln· In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Hornstrahler 19 a, 19b, 19 c und 19 d ao ausgelegt, daß sie Signale über demselben Frequenzband übertragen. Die Teilfrequenzbänder oder Kanäle in dem breiten Frequenzband, das. von den Hornstrahlern 19 a und 19 b in diesel: bevorzugten Anordnung übertragen wird, unterscheiden sich von denen_r die von den Hornstrahlern 19 c und 19 ά übertragen werden. Beispielsweise übertragen die Hornstrahler 19 a und 19 b die ungeradzahligen Kanäle und die Hornstrahler 19c und 19 d die geradzahligen Kanäle. Dadurch werden die Probleme auf ein Minimum herabgesetzt, die mit dem Multiplexen dieser Signale zusammenhängen. Der Hornstrahler 19 c wird durch eine Stütze 55 an dem Brennpunkt des kopolarisierten (horizontalen) Reflektors 15 montiert, und der Hornstrahler 19 d wird durch eine Stütze 57 an dem Brennpunkt des kopolarisierten (vertikalen) Reflektors 17 montiert. Figur 2 zeigt deutlich, wie die Stützen 55 und 57 zwischen den Hornstrahlern 19 c und 19 d und dem Satelliten 11 montiert sind. Die Hornstrahler 19 a, 19 b» 19 c und 19 d werden durch Wellenleiter 59 und 61 mit der Sende- und Empfangsschaltung gekoppelt, die innerhalb des Satelliten 11 liegt (Figur 2). Die Wellenleiter erstrecken sich von den Hornstrahlern 19 c bzw. 19 d und dem Satelliten 11. Die Hornstrahler 19 c und 19 d sind ferner so orientiert, daß die Ausleuchtung der Reflektoren 15 bzw. 17 optimiert wird. Die vertikal orientierten Elemente der Reflektoren 12 und 17 lassen die horizontal polarisierten Wellen durch und reflektieren die vertikal polarisierten Wellen. Die horizontal orientierten Elemente der Reflektoren 13 und 15 lassen vertikal polarisierte Wellen durch und reflektieren die horizontal polarisierten Wellen. An den Überlappungsbereichen 18 und 20 (Figur 1) werden sowohl horizontal, als auch vertikal polarisierte Wellen reflektiert.

Unter Bezugnahme auf die Skizze.von Figur 5 wird die Arbeitsweise der Antennenanlage für den Fall betrachtet, daß vertikal polarisierte Wellen zu dem Reflektor 12 übertragen werden.

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Diese Wellen, die von dem an dem Brennpunkt f.. des Reflektors 12 liegenden Hornstrahler 19 a auf den Reflektor 12 gerichtet werden, sind in Figur 5 durch die gestrichelten Linien 26 dargestellt. Die Wellen werden von dem Reflektor 12, der vertikale Elemente hat, aufgefangen und in Phase zu der Antennenöffnung gerichtet (kollimiert), so daß ein Strahl in einer vorgegebenen Richtung des Pfeiles 28 geliefert wird. Der Scheitel 23 a des Reflektors 12 liegt an einer Kante 12 d des Reflektors 12 (Figur 1). Da der Hornstrahler 19 a an dem Brennpunkt des Reflektors 12 und auf einer Linie und vor dem Scheitelpunkt 23 a liegt, hat der Hornstrahler 19a nur einen geringen Blockierungseffekt für vertikal polarisierte Wellen. Der umgekehrte Vorgang findet statt, wenn in Phase befindliche. Wellen an der Antennenöffnung empfangen werden. Diese in Phase befindlichen Wellen an der Antennenöffnung werden zu dem Hornstrahler 19 a reflektiert. Wenn horizontal polarisierte Wellen von dem an dem Brennpunkt f ₂ des Reflektors 13 liegenden- Hornstrahler 19 b an den Reflektor 13 übertragen werden, die durch die gestrichelten Linien 36 in Figur 5 dargestellt sind, werden diese Wellen von dem horizontal polarisierten Reflektor 13 aufgefangen und in Phase zu der Antennenöffnung gerichtet (kollimiert), worauf in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Strahl in derselben vorgegebenen Richtung entlang dem Pfeil 28 erzeugt wird. Da der Scheitel 25 a des Reflektors 13 an einer Kante des Reflektors 13 und der Hornstrahler 19 t> in dem Brennpunkt f₂ auf einer Linie mit dem Scheitel liegt, bildet der Hornstrahler 19 b eine geringe Sperre für die horizontal polarisierten Wellen.

Wie noch beschrieben wird, können Teile der vertikal polarisierten Wellen, die durch die gestrichelten Linien 26 dargestellt sind, durch den Reflektor 12 hindurchtreten, statt von diesem reflektiert zu werden. An dem gemeinsamen Bereich 18 haben die durchgelassenen Teile ein kreuzpolarisiertes (horizontal polarisiertes) Feld 26 h bei Betrachtung an dem Reflektor 12. Das zuletzt genannte Feld trifft auf den Reflektor 13 auf und wird von diesem reflektiert (Figur 5). Obwohl man mit großem Geschick

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und Aufwand versuchen kann, genau parallele, vertikale Elemente in dem Reflektor 12 zu erreichen, wie sie durch die Linien 27 in Figur 1 gezeigt sind, wird dennoch ein gewisses kreuzpolari— siertes (horizontal polarisiertes) Feld von dem Reflektor 12 erzeugt, wenn die vertikal polarisierten Wellen hindurch.tr et en. Dies kann teilweise durch eine geringe Fehlausrichtung der parallelen Elemente gegenüber der Polarisationsrichtung der Wellen nahe bei der Kante 22 erklärt werden, die am weitesten von der langen Kante 12 d entfernt liegt, die durch den Scheitel 23 a verläuft.

Figur 6 ist eine vergrößerte Darstellung von einem Teil einiger Elemente, die durch Linien 27 dargestellt sind und in der Mähe der Kante 22 des Reflektors 12 liegen. Ferner ist ein vergrößertes Vektordiagramm der kopolarisierten Welle 27 a, die auf diese Elemente auftrifft, und der zugehörigen Vektorkomponenten gezeigt. Die Fehlausrichtung des Wellenvektors 27 a gegenüber den Linien 27 ist zum Zwecke der Darstellung stark übertrieben. Wenn eine Fehlausrichtung zwischen den Reflektorelementen 27 und der Polarisation der einfallenden Welle entlang dem Vektor 27 a vorhanden ist, ist eine horizontale Vektorkomponente 27 b der Welle zusätzlich zu der vertikalen Vektorkomponente 27 c vorhanden. Diese Fehlausrichtung des angelegten Feldes beruht zum Teil auf einer Polarisationsänderung in der einfallenden Welle, wenn die Welle einen größeren Winkel in Bezug auf die Brennachse (Achse zwischen Scheitel und Brennpunkt) macht. Dieser Effekt wird vergrößert, je größer der Winkel der Welle zu der Brennachse ist. Daher wird mit dem angelegten Feld an diesen Reflektoren ein Kreuzfeld oder horizontales Feld erzeugt. Dies ist in Figur 5 durch die gestrichelten Linien 26 h gezeigt.

Die Reflektoren 12 und 13 sind in der Nähe ihres jeweiligen Scheitels überlappend angeordnet, um diesen Fehlausrichtungseffekt an dem Überlappungsbereich abzuschwächen bzw. auf ein Minimum herabzusetzen. Da die Brennpunkte f^ und- f₂ der beiden Reflektoren 12 und 13 um einen genügenden Abstand D auseinander liegen (Figur 5), wird zusätzlich das kreuzpolarisierte Feld 26 h

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an dem horizontal polarisierten Reflektor 13 (der mit dem erzeugten, kreuzpolarisierten Feld 26 h zusammenwirkt) von der Strahlrichtung 28, die dem horizontal polarisierten Reflektor zugeordnet ist, weg gerichtet und gleichzeitig teilweise gestreut.

In ähnlicher Weise wird ein vertikal polarisiertes Feld; das an den horizontal polarisierten, leitfähigen Drähten in dem Reflektor 13 erzeugt wird, von dem horizontal polarisierten Strahl weg gestreut. Obwohl man erhebliche Anstrengungen machen kann, um fehlerfrei parallele, horizontale Elemente in dem Reflektor 13 zu erzielen, wie sie durch Drähte oder Linien 31 in Figur 1 dargestellt sind, wird ein gewisses kreuzpolarisiertes (vertikales) Feld (gestrichelte Linien 36 ν in Figur 5) an dem Reflektor 13 erzeugt, wenn die horizontal polarisierten Wellen von dem Hornstrahler 19 b durch diesen hindurchtreten. Dies beruht auf einer geringen Fehlausrichtung der Reflektorelemente gegenüber der Polarisation der Welle, wie sie aus Richtung der Wellen nahe bei der Kante 22 a in Figur 1 zu sehen ist. Figur zeigt eine vergrößerte Darstellung von einem Teil von einigen Elementen, die durch Linien 31 dargestellt sind und nahe bei der Kante 22 a des Reflektors 13 liegen. Ferner ist ein übertriebenes Vektordiagramm der kopolarisierten Welle gezeigt, mit der diese Reflektorelemente beaufschlagt werden. Es ist zu beachten, daß die Fehlausrichtung der durch die Linien 31 dargestellten Reflektorelemente gegenüber der Polarisation der einfallenden Welle entlang dem Vektor 31 a eine horizontale Vektorkomponente 31 b zusätzlich zu einer horizontalen Vektorkomponente 31 c erzeugt wird. Diese Fehlausrichtung beruht zum Teil auf einer Polarisationsänderung in der einfallenden Welle, wenn diese Welle einen größeren Winkel in Bezug auf die Brennachse macht. Daher wird ein Kreuzfeld 36 ν (vertikales Feld) erzeugt. Da die Brennpunkte f.. und f„ der beiden Reflektoren 12 und 13 im einen genügenden Abstand D auseinander liegen, wie oben erwähnt wurde (Figur 5), wird dieses kreuzpolarisierte Feld 36 ν an dem Reflektor 13 von dem horizontal polarisierten, in der Richtung 28 verlaufenden Hauptstrahl weg gerichtet. Wenn

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empfangene, horizontal polarisierte Wellen kreuzpolarisierte (vertikale) Wellen an dem Reflektor 13 erzeugen, werden diese kreuzpolarisierten (vertikalen) Wellen an dem Reflektor 13 sowohl von dem Hornstrahler 19a, als auch von dem Hornstrahler 19 b weg gerichtet oder abgelenkt»

Wenn der Brennpunkt f.. von dem Brennpunkt f₂ etwa 25 cm entfernt liegt, und wenn der Scheitelpunkt 23 a von dem Scheitelpunkt 25 a einen solchen Abstand hat, daß die Brennachse des Reflektors parallel zu der Brennachse des Reflektors 13 liegt, wird bei der oben beschriebenen Antennenanordnung die unerwünschte, kreuzpolarisierte Welle um 20 ° aus der Übertragungsrichtung des Übertragungssignals (Richtung 28 in Figur 5) abgelenkt. Wenn sich solch eine Antennenanordnung auf einer Satelliten-Umlaufbahn befindet, ist eine Ablenkung von 20 ° ausreichend, um die abgelenkte Welle von der Erde weg zu richten.

Anhand der Skizze von Figur 8 wird nun der Fall betrachtet, daß horizontal polarisierte Wellen von dem Hornstrahler 19 c, der an dem Brennpunkt f, des Reflektors 15 liegt, auf den Reflektor 15 übertragen werden. Diese Wellen 46, die von dem Reflektor 15 aufgefangen werden, werden kollimiert und als Strahl beispielsweise in dieselbe Richtung 28 wie die von den Reflektoren 12 und 13 reflektierten Wellen gerichtet. Wenn vertikal orientierte Wellen von dem Hornstrahler 19.d, der an dem Brennpunkt f. des Reflektors 17 liegt, an den Reflektor 17 übertragen werden, werden diese Wellen 56 von dem Reflektor 17 aufgefangen, kollimiert und als Strahl beispielsweise in dieselbe Richtung 28 wie die von den Reflektoren 12, 13 und 15 reflektierten Wellen gerichtet. Die Scheitelpunkte der Reflektoren 15 und 17 liegen auf einer Kante dieser Reflektoren (Figur 1). Der Hornstrahler 19 c liegt an dem Brennpunkt £^-des Reflektors 15, und der Hornstrahler 19 d liegt an dem Brennpunkt f. des Reflektors 17. Da der Scheitelpunkt jeweils an einer Kante jedes Reflektors liegt, tritt nur eine geringe Blockierung von empfangenen oder reflektierten Wellen auf.

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Die vertikal orientierten Wellen 56 von dem Hornstrahler 19 d, die durch, den gemeinsamen Bereich 20 (Figur 1) verlaufen, treten durch den Reflektor 15 zu dem Reflektor 17 durch, von dem sie reflektiert werden. Wie oben erwähnt wurde, wird ein gewisser Anteil von kreuzpolarisierten (horizontalen) Wellen erzeugt, wie durch gestrichelte Linien 56 h angedeutet ist. Diese Wellen werden, wie oben erwähnt wurde, aufgrund der genügenden Trennung D der Brennpunkte f.. und f. der beiden Reflektoren 15 und 17 aus "der Senderichtung abgelenkt. Wenn die horizontal polarisierten Wellen 46 durch den Reflektor 15 an dem gemeinsamen Bereich 20 hindurchtreten, erzeugen sie kreuzpolarisierte (vertikale) Felder 46 v, die auf den Reflektor 17 weitergegeben werden. Wie oben erwähnt wurde, werden diese kreuzpolarisierten Felder aufgrund der genügenden Trennung der Brennpunkte f^ und f. der beiden Reflektoren aus der Übertragungsriciiiiung ausge— lenkt. Die Reziprozitätstheorie von Antennen ist auf den Betrieb der hier beschriebenen Antennenanordnung anwendbar. Daher laufen alle Vorgänge, die oben in Zusammenhang mit dem Sendebetrieb beschrieben wurden, in umgekehrter Richtung bei dem Empfangsbetrieb ab.

Die oben beschriebene Antennenanordnung zeigt, wie die vorliegende Erfindung ein Übertragungssystem ermöglicht, das vorteilhafte Reflexionseigenschaften hat und darüber hinaus, insbesondere bezüglich der Abmessung parallel zu der Richtung 28 des Strahles, kompakt ist.

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Claims

Patentansprüche

/1./Kompakte Antennenanordnung für elektromagnetische Wellen zum Zwecke der Nachrichtenübertragung, wobei eine erste und eine zweite Polarisationsrichtung um 90 voneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Reflektor (12, 13) für elektromagnetische Wellen, wobei jeder Reflektor nur einen Abschnitt eines Paraboloids aufweist und einen Brennpunkt Cf₁, fp) und eine Brennachse aufweist und eine Vielzahl paralleler, die elektromagnetischen Strahlen reflektierender Elemente (27» 31) enthält, die zu einer Reflexion der Wellen führen, wobei die Elemente von einem Reflektor senkrecht zu den Elementen des anderen Reflektors angeordnet sind, daß ein erster Strahlerzeuger (19 a), der an dem Brennpunkt (f-i) des ersten Reflektors liegt und elektromagnetische Wellen überträgt, die parallel zu den reflektierenden Elementen des ersten Reflektors polarisiert sind, um einen kopolarisierten Strahl in Richtung parallel zu der Brennachse des ersten Reflektors zu erzeugen, daß ein zweiter Strahlerzeuger (19 b), der an dem Brennpunkt (fp) des zweiten Reflektors liegt und elektromagnetische Wellen überträgt, die parallel zu den reflektierenden Elementen des zweiten Reflektors liegen, um einen kopolarisierten Strahl in Richtung parallel zu der Brennachse des zweiten Reflektors zu erzeugen, vorgesehen, sind, daß die Reflektoren einer hinter dem anderen angeordnet sind, so daß die Brennpunkte des ersten und zweiten Reflektors voneinander unter Abstand liegen und die Brennachsen parallel zueinander verlaufen, wodurch die an dem ersten und zweiten Reflektor erzeugten Wellen parallel zu einer vorgegebenen, gemeinsamen Richtung 28 übertragen werden, und daß die flacheren Enden der Reflektoren einander nahe den Scheitelpunkten ihrer jeweiligen Paraboloide überlappen und im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer vorgegebenen Richtung ausgebildet sind.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des Paraboloids von jedem Reflektor (12, 13»

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15, 17) auf seiner langen Kante liegt.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Reflektoren (12, 15) den anderen Reflek-

. tor (13, 17) im wesentlichen zur Hälfte überlappt.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Reflektoren (12, 13, 15, 17) aus parallelen Metalldrähten besteht, die in einem Dielektrikum eingebettet sind.

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