DE2503594C2 - - Google Patents
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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- 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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- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einer Cassegrain-Antenne
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Antenne
ist aus der GB-PS 13 31 221 bekannt.
Eine Cassegrain-Antenne ist eine häufig benutzte
Antenne, die kompakt ausgebildet ist und von Natur aus ein
großes Verhältnis der Brennweite zum Durchmesser besitzt.
Bei üblichen Cassegrain-Antennen sind sowohl der Zwischen
reflektor als auch der Hauptreflektor symmetrisch mit Bezug
auf die Antennenachse angeordnet und die Primärspeiseein
richtung befindet sich auf der Achse nahe dem Achsenschnitt
punkt oder Scheitel des Hauptreflektors an einem Punkt, der
im folgenden als auf der Achse befindlicher Brennpunkt
oder Achsenbrennpunkt bezeichnet werden soll. Die Geometrie
von Cassegrain-Antennensystemen ist in der Literatur
beschrieben, beispielsweise in "Microwave Antennas Derived
from the Cassegrainian Telescope" von Peter W. Hannan,
IRE Transactions on Antennas and Propagation, März 1961,
Seite 140. Dieser Achsenbrennpunkt, in welchem eine punkt
förmige Quelle angeordnet sein muß, um eine ebene Ausgangs
wellenfront zu erzeugen, wird der reelle Brennpunkt des
Systems genannt. Der aus der Speiseeinrichtung kommende
Strahl liegt symmetrisch mit Bezug auf die Achse der
Speiseeinrichtung und die Achsen der Speiseeinrichtung und
der Antenne fallen zusammen. Außerdem fällt der Phasen
mittelpunkt der Speiseeinrichtung mit dem Achsenbrennpunkt
zusammen.
Erdstationen für Satelliten-Nachrichtenanlagen,
insbesondere solche, bei denen in dichtem Abstand angeord
nete Satelliten eingesetzt sind, verwenden Mehrfachstrahl-
Antennen, um gleichzeitig mit der Vielzahl von Satelliten
in Verbindung zu treten. Auf entsprechende Weise kann die
Antenne des Satelliten eine Mehrfachstrahl-Antenne sein,
bei der jeder Strahl auf eine von vielen getrennten Erd
stationen gerichtet ist.
Solche Mehrfachstrahlantennen sind bekannt. In
einem Fall (IEEE Transactions on Antennas and Propagation,
November 1973, Seiten 876, 877) sind dabei mehrere Primär
speiseeinrichtungen in der Apertur des Hauptreflektors
und (bis auf eine) versetzt gegen die Antennenachse
angeordnet. Der Zwischenreflektor liegt symmetrisch zur
Antennenachse. In einem anderen Fall (Electronics Letters,
1. 11. 1973, Vol. 9, No. 2, Seiten 517, 518) sind die Primärspeiseeinrich
tungen im Schatten des Hilfsreflektors im Hauptreflektor
angeordnet, und der Haupt- und der Hilfsreflektor sind
geringfügig aus der zur Antennenachse symmetrischen Lage
gerückt, um die Versetzung der Primärspeiseeinrichtung zu
kompensieren.
Die Eigenschaften einer Cassegrain-Antenne
bewirken, daß diese eine bevorzugte Antennenform für Satel
litenanlagen ist, und Mehrfach-Speiseeinrichtungen können
in Verbindung mit einer reflektierenden Fläche zu Mehrfach
strahl-Antennen führen. Bei Primärspeiseeinrichtungen, die
aus dem Achsenbrennpunkt oder Symmetriepunkt verschoben
sind, ergibt sich keine optimale Betriebsweise aufgrund
einer Aperturabschattung durch den Zwischenreflektor und
die Verschiebung der Speiseeinrichtungen selbst. Die
Abschattung wird dadurch bewirkt, daß der Zwischenreflektor
innerhalb der Antennenapertur angeordnet ist, während sich
die Nachteile durch die Verschiebung der Speiseeinrichtungen
durch zwei Überstrahlungseffekte ergeben. Zum einen strahlt
eine Primärspeiseeinrichtung, die gegen den Brennpunkt
versetzt ist, über einen Zwischenreflektor hinaus, dessen
Lage für eine normale Cassegrain-Antenne optimiert worden
ist. Wenn man diese Überstrahlung durch Neuausrichtung der
Primärspeiseeinrichtung möglichst klein macht, so daß die
Mitte ihres Strahls auf der Mitte des Zwischenreflektors
auftrifft, so überstrahlt ein Teil der vom Zwischenreflek
tor reflektierten Energie den Hauptreflektor.
Ausgehend von einer Antenne nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Cassegrain-Antenne derart weiterzubilden, daß auch bei
Verwendung mehrerer Primärspeiseeinrichtungen die Überstrah
lung des Zwischen- und Hauptreflektors möglichst klein wird.
Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1
angegeben. Eine Weiterbildung ist Gegenstand des Anspruchs
2.
Die erfindungsgemäße Antenne ermöglicht einen
wirksamen Mehrfachstrahlbetrieb. Die bei allen Cassegrain-
Antennen auftretende Apertur-Abschattung wird durch die
versetzte Cassegrain-Konstruktion vermieden, bei der Teile
der üblichen Reflektorflächen asymmetrisch mit Bezug auf
die Antennenachse angeordnet sind. Der Hauptreflektor bildet
dabei nur einen Ausschnitt der Parabolid-Fläche für eine
normale Antenne und ist ausschließlich auf einer Seite
einer Ebene angeordnet, die parallel zur Achse verläuft
und gegen diese versetzt ist. Die Primärspeiseeinrichtun
gen und der hyperbolische Zwischenreflektor sind ausschließ
lich auf der anderen Seite der versetzten Ebene angeordnet.
Strahlung in Richtung zu oder vom Hauptreflektor geht also
durch die Apertur, ohne durch die Primärspeiseeinrichtun
gen oder den Zwischenreflektor abgeschattet zu werden.
Die Primärspeiseeinrichtungen sind in der Nähe des Achsen
brennpunktes angeordnet, und der Zwischenreflektor ist in
derjenigen Richtung vergrößert, in welcher die Speiseein
richtungen versetzt sind, um eine Anpassung an die von den
versetzten Speiseeinrichtungen ausgesendete Strahlung zu
bewirken. Dies führt zu einem länglichen Zwischenreflektor,
der seitlich verlängert ist, wenn die Speiseeinrichtungen
seitlich versetzt sind. Dieser vergrößerte Zwischenreflek
tor vermeidet die Überstrahlung, die im anderen Fall durch
einen Strahl verursacht würde, der auf eine Stelle außer
halb der Kante des Zwischenreflektors gerichtet ist (Zwi
schenreflektor-Überstrahlung), oder alternativ durch
einen reflektierten Strahl, der auf einen Punkt außerhalb
der Kante des Hauptreflektors gerichtet ist (Hauptreflek
tor-Überstrahlung).
Bei einer üblichen Cassegrain-Antenne würde ein vergrößerter Zwi
schenreflektor die Strahlabschattung erhöhen, wodurch wiederum die
Nebenkeulen vergrößert und die Trennung zwischen den Strahlen ver
ringert würde. Da bei der versetzten Cassegrain-Antenne
der Zwischenreflektor keine Abschattung bewirkt, ergeben
sich keine Nachteile durch den vergrößerten Zwischenreflektor.
Der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad wird durch eine sorgfältige Ausrich
tung der Primärspeiseeinrichtungen verbessert. Eine im Achsenbrennpunkt
befindliche Speiseeinrichtung ist richtig ausgerichtet, wenn die Mitte
ihres Strahls auf die wirkungsmäßige Mitte des Hauptreflektors auf
trifft. Dies führt zu einem Strahl mit guter zirkularer Symmetrie
und den kleinsten Nebenkeulen für einen gegebenen Ausleuchtungs-
Wirkungsgrad. Wenn jedoch weitere Speiseeinrichtungen um den
Achsenbrennpunkt herum angeordnet sind, und nicht in Richtung
auf den Zwischenreflektor neu ausgerichtet werden, so fällt die
Mitte ihrer Strahlen auf Punkte des Hauptreflektors auf, die gegen
den wirkungsmäßigen Mittelpunkt verschoben sind, wodurch sich
Verschlechterungen des Strahles ergeben. Demgemäß wird jede
Primärspeiseeinrichtung individuell und genau derart ausgerichtet, daß
die Mitte ihres Strahls auf den gleichen wirkungsmäßigen Mittel
punkt des Hauptreflektors auftrifft. Auf diese Weise erzeugen alle
Primärspeiseeinrichtungen Strahlen, die wegen der Versetzung gegen den
Achsenbrennpunkt winkelmäßig gegeneinander versetzt sind, aber
um den gleichen Punkt des Hauptreflektors zentriert sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrie
ben. Es zeigt
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer üblichen
Cassegrain-Antenne;
Fig. 2 einen Querschnitt der Antenne nach Fig. 1 mit
ihrer Abstrahlcharakteristik;
Fig. 3 und 4 Querschnittsansichten üblicher Cassegrain-
Antennen mit versetzten Primärspeiseeinrichtungen
zur Erläuterung von zwei Arten der Über
strahlung;
Fig. 5 die perspektivische Ansicht einer Mehrfach
strahl-Cassegrain-Antenne nach der Erfindung;
Fig. 6 und 7 Schnittansichten von oben bzw. von der Seite
für die Antenne nach Fig. 5 mit der Abstrah
lungscharakteristik für einen ihrer Strahlen;
Fig. 8 eine Vorderansicht der Antenne nach Fig. 5.
Bekannte Cassegrain-Antennen, beispielsweise die Antenne gemäß
Fig. 1, erzeugen eine Abstrahlung, bei der
der Zwischenreflektor 13 die Reflexion vom
Hauptreflektor 12 innerhalb eines zylindrischen Bereiches 18 sperrt,
der zur geometrischen Achse 15 der Antenne zentriert ist. Eine Primär
speiseeinrichtung 11, beispielsweise ein gerilltes Speisehorn,
ist auf der Achse 15 im Achsenbrennpunkt angeordnet und strahlt
in Richtung zum Zwischenreflektor 13, der die Strahlungsenergie
zurück zum Hauptreflektor 13 reflektiert. Die Antenne kann selbst
verständlich senden und/oder empfangen, zur Vereinfachung sollen
aber alle Antennen hier als Sendeantennen beschrieben werden.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Achse 15 der An
tenne nach Fig. 1. Da die Antenne symmetrisch zur Achse 15 ist,
gilt Fig. 2 für alle solche Achsenschnitte. Man erkennt, daß von
der Speiseeinrichtung 11 ausgehende Strahlungsenergie auf die
hyperbolische Fläche des Zwischenreflektors 13 auffällt und zur
parabolischen Fläche des Hauptreflektors 13 reflektiert wird,
von wo sie erneut reflektiert wird und durch die Antennenapertur
geht. Aufgrund der Fokussiereigenschaften der reflektierenden
Fläche zeigt die von der Fläche 12 kommende Welle ebene Phasen
fronten, die rechtwinklig zur Abstrahlungsrichtung verlaufen. Die
von der Fläche 12 kommende Strahlung würde die gesamte Anten
nenapertur füllen, aber der Zwischenreflektor 13 schattet den
mittleren Zylinder 18 ab, so daß die Antenne verlassende Nutz
energie nur in dem durch den Bereich 19 dargestellten Teil auf
tritt. Das führt zu der rechts in Fig. 2 gezeigten Amplitudenver
teilung. Ein vom Achsenbrennpunkt 20 im Phasen-Mittelpunkt der
Speiseeinrichtung 11 ausgehender Kegel mit einem Kegelwinkel
R definiert denjenigen Teil der von der Speiseeinrichtung 11 aus
gehenden Strahlungsenergie, die nach Reflexion durch den Haupt
reflektor 12 vom Zwischenreflektor 13 gesperrt wird.
Wenn die Speiseeinrichtung einer Cassegrain-Antenne nach Fig. 1
aus der Antennenachse 15 verschoben wird, führt die von der ver
schobenen Speiseeinrichtung ausgehende Strahlungsenergie zu einer
Überstrahlung sowie einer Apertur-Abschattung. Dies ist in den
Fig. 3 und 4 gezeigt, die Schnittansichten von oben durch die An
tennenachse 15 einer Cassegrain-Antenne darstellen, deren Primärspei
seeinrichtung gegen die Achse 15 versetzt ist. Diese Speiseeinrich
tung strahlt als punktförmige Quelle an der Stelle 30 in Richtung
zum Zwischenreflektor 13, der wiederum in Richtung zum Haupt
reflektor 12 reflektiert. Der Zwischenreflektor 13 und der Haupt
reflektor 12 in Fig. 3 sind identisch mit den entsprechenden Teilen
in Fig. 2. Die Verschiebung der Speiseeinrichtung an die Stelle 30
bewirkt jedoch, daß in Richtung zum Zwischenreflektor 13 ausge
strahlte Energie den Zwischenreflektor überstrahlt, wodurch sich
ein Energieverlust und mögliche Störungen ergeben. Wenn die Spei
seeinrichtung 21 auf den Scheitelpunkt des Hauptreflektors zielt,
d. h., so augerichtet ist, daß die Mittelachse 24 ihres Strahles
den Hauptreflektor 12 am Schnittpunkt mit der Achse 15 trifft, so
wird ein Teil der Strahlungsenergie aus der Speiseeinrichtung 21
einen Bereich außerhalb der Peripherie des Zwischenreflektors
13 ausleuchten, so daß die Antenne einen kleinen Fehlstrahl 25 aus
sendet. Dieser Strahl ist winkelmäßig gegen den Hauptstrahl
in der Zone 29 versetzt und im all
gemeinen unerwünscht. Die Verschiebung der Speiseeinrichtung an
die Stelle 30 führt außerdem dazu, daß ein Abschnitt 22 des Haupt
reflektors 12 nicht ausgeleuchtet wird. Zusätzlich führt die seit
liche Verschiebung der Speiseeinrichtung zu einer Winkelversetzung
des Strahles 24 aus der Achse 15 und einer zugeordneten Änderung
in der Orientierung der Wellenfronten in der Zone 29. Rechts in
Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung die Amplitudenverteilung
der in Phase befindlichen Antennenenergie in der Ebene des Quer
schnitts gemäß Fig. 3. Man erkennt, daß die Spitzenamplitude in
der Strahlmitte 24 aufgrund der Abschattung verlorengegangen ist,
während die mittlere Energie in Richtung der Versetzung der Strahl
mitte 24 (in der Zeichnung nach oben) verschoben ist. Diese asym
metrische Abstrahlungscharakteristik führt notwendigerweise zu
Nebenkeulen, die größer sind als bei einer symmetrischen Charak
teristik.
Wenn zur Vermeidung der Überstrahlung des Zwischenreflektors
entsprechend Fig. 3 die Primärspeiseeinrichtung 21 gemäß Fig. 4 neu
ausgerichtet wird, d. h., ihre Strahlmittelachse 26 den Haupt
reflektor 12 an einem gegen die Achse 15 versetzten Punkt 27
trifft, so verschwindet die Überstrahlung gemäß 25 in Fig. 3,
aber ein Teil der abgestrahlten Energie verfehlt den Hauptreflek
tor 12 und führt zu einer Überstrahlung des Hauptreflektors in
Form eines Fehlstrahls 25′. Dieser ist ebenfalls gegenüber dem
Hauptstrahl falsch gerichtet und daher unerwünscht. Außerdem
bleibt ein Teil 23 des Hauptreflektors 12 wiederum unbenutzt.
Man erkennt, daß die Strahlmittelachse 26 parallel zur Strahl
mittelachse 24 verläuft, da die Speiseeinrichtung 21 am Punkt 30
verbleibt, daß sie aber gegen die Antennenachse 15 mehr als die
Strahlmittelachse 24 geneigt ist. Als Ergebnis ist die Amplituden
verteilung der in Phase liegenden Antennenstrahlung entsprechend
der Darstellung rechts in Fig. 4 verschoben (oben in der Zeichnung),
und zwar stärker als im Fall der Überstrahlung des Zwischenreflek
tors gemäß Fig. 3.
Die Amplitudenverteilung in Ebenen rechtwinklig
zu denen gemäß Fig. 3 und 4 ist im wesentlichen die gleiche wie in
Fig. 2.
Die Apertur-Abschattung und die Versetzung der Speiseeinrichtung
führt also zu Energieverlusten. Es ist jedoch bekannt, daß eine
Antenne mit einem großen Verhältnis der Brennweite zum Durch
messer (F/D) Mehrfachstrahlen führen kann, und
daß eine Cassegrain-Antenne von sich aus das erforderliche große
F/D-Verhältnis besitzt. Um daher diese Eigenschaft mit Vorteil
ausnutzen und ein zweckmäßiges Mehrfachstrahl-System erzeugen
zu können, müssen die Probleme in Verbindung mit dem Überstrah
len und der Apertur-Abschattung überwunden werden.
Die in Fig. 5 dargestellte Antennenausbildung ermöglicht einen
Mehrfachstrahl-Betrieb nach der Erfindung. Zur Vermeidung einer
Apertur-Abschattung wird eine asymmetrische Ausbildung einer
Cassegrain-Antenne benutzt. Es werden im wesentlichen nur
Teile der reflektierenden Flächen einer normalen Cassegrain-
Antenne gemäß Fig. 1 verwendet. Der Hauptreflektor
52 stellt denjenigen Teil der vollen Paraboloid-Fläche dar, wel
cher sich auf einer Seite einer Ebene 59 befindet, die
parallel zu und verschoben gegen die geometrische Hauptachse
50 des Reflektors 52 verläuft. Im Hinblick auf eine klare Darstel
lung sind die Verbindungen zu den Primärspeiseeinrichtungen 54-58 weg
gelassen und der Träger 61, der eine übliche Azimut- und Höhen
steuerung enthält, ist nur in Blockform angegeben. Fig. 6 zeigt
die versetzte Anordnung der Cassegrain-Antenne in horizontaler
Schnittansicht durch die Strahlachse 66 gemäß Fig. 5 und die Fig.
7 und 8 zeigen eine vertikale Schnittansicht bzw. eine Vorderan
sicht. Der Hauptreflektor 52 ist in seiner Lage beschränkt auf
den Raum oberhalb der Ebene 59 und der Zwischenreflektor 53
auf den Raum oberhalb der Achse 50, aber unterhalb der Ebene 59.
Die Achse 50 ist die geometrische Achse der Paraboloid- und
Hyperboloid-Flächen des Haupt- bzw. Zwischenreflektors. Sie
geht vom Mittelpunkt des Paraboloids aus, von dem die Fläche
52 einen Teil bildet, schneidet diese Fläche 52 aber nicht.
Die als Primärspeiseeinrichtungen verwendeten Speisehörner 54-58 strahlen in Richtung auf den Zwischen
reflektor 53. Die Strahlung wird zum Hauptreflektor 52 reflektiert
und verläßt dann die Antenne durch die Antennenapertur 64, die
sich ausschließlich auf einer Seite der Ebene 59 be
findet.
Eine Aper
tur-Abschattung tritt nicht auf, solange der Zwischenreflektor 53 außerhalb der
Apertur 64 angeordnet ist. Solange also die Apertur 64, durch die
die vom Hauptreflektor 52 reflektierte Strahlung austritt, sich
ausschließlich auf der gleichen Seite der Ebene 59 wie der Haupt
reflektor 52 befindet, können die auf der anderen Seite der Ebene
angeordneten Bauteile, beispielsweise der Zwischenreflektor 53
und die Primärspeiseeinrichtungen 54-58 die Strahlung nicht blockieren.
Die Abmessungen der
Antenne lassen sich dann ohne Rücksicht auf ein unerwünschtes
Loch in der Strahlungscharakteristik wählen. Außerdem brauchen
die Stützglieder, beispielsweise die Holme 65, nicht mit Rücksicht
auf ihren Einfluß auf die abgestrahlte Energie ausgebildet zu werden,
da im wesentlichen keine Strahlung auf sie auffällt.
Wenn die versetzte Konstruktion vorteilhaft für Mehrfach
strahlen verwendet werden soll, muß das Problem der Überstrah
lung überwunden werden. Die Primärspeiseeinrichtungen 54, 55, 57 und 58,
die um die Speiseeinrichtung 56 im Achsenbrennpunkt ange
ordnet sind, würden aufgrund ihrer Verschiebung aus der Achse zu
einer Überstrahlung entweder des Zwischenreflektors 53 oder des
Hauptreflektors 52 führen. Zur Vermeidung einer solchen Überstrahlung des Zwi
schenreflektors wird dessen Fläche seitlich gegen die Begrenzung
53 (Fig. 8) vergrößert, um eine Anpassung an horizontal
verschobenen Primärspeiseeinrichtungen zu erreichen. Die Primärspeiseeinrich
tungen 54, 55, 57 und 58 liegen im wesentlichen auf einer geraden
Linie durch den Achsenbrennpunkt, und wenn die Primärspeiseeinrichtungen
so verschoben sind, daß diese Linie horizontal verläuft, so wird
die horizontale Abmessung des Zwischenreflektors wesentlich größer
als die vertikale Abmessung gemacht.
Zur Erzielung eines optimalen Be
triebs kann außerdem die Fläche des Zwischenreflektors
so verändert werden, daß sie von der Oberfläche eines echten Hyper
boloids abweicht, und zwar insbesondere in den erweiterten Bereichen.
Auch beim Hauptreflektor können Flächenumformungen zur Verbesse
rung der Güte erforderlich sein.
Die Vergrößerungen des Zwischenreflektors verhindern zwar seine
Überstrahlung, beseitigen aber das Problem einer Überstrahlung
des Hauptreflektors nicht vollständig. Sie beseitigt auch nicht Nach
teile aufgrund von fehlerhaft ausgerichteten Strahlen. Man geht da
von aus, daß jeder der Strahlen auf einen besonderen Punkt ge
richtet ist, beispielsweise eine bestimmte Erdstation, wenn die An
tenne bei einem Satelliten verwendet wird oder einen bestimmten Sa
telliten, wenn die Antenne in einer Erdstation steht. Eine Versetzung
der Speiseeinrichtungen gegeneinander bewirkt die erforderliche
Divergenz der sich ergebenden Strahlen, aber die Symmetrie der
Amplitudenverteilung über die Apertur des parabolischen Hauptre
flektors nimmt ab, wenn die Mitte des auftreffenden, zu reflektie
renden Strahlenbündels vom effektiven Mittelpunkt 60 der Fläche
52 abweicht. Dieser effektive Mittelpunkt ist so gewählt, daß, wenn
ein von einer auf der Achse liegenden Speiseeinrichtung, beispiels
weise 56, ausgehendes Strahlenbündel auf den Mittelpunkt 60 des
Hauptreflektors 52 zentriert ist, das sich ergebende, von der An
tenne abgestrahlte Bündel optimal auf die Apertur 64 fokussiert
ist, wobei die Phasenfronten rechtwinklig zur Hauptstrahlachse 66
verlaufen. Jede Abweichung von diesem Mittelpunkt 60 bewirkt, daß
das sich ergebende Strahlenbündel eine asymmetrische Amplituden
verteilung bei Verlassen der Antenne besitzt. Demgemäß wird jede
der Speiseeinrichtungen individuell so ausgerichtet, daß sie ihr
Strahlenbündel auf die Fläche 52 im gemeinsamen Mittelpunkt 60
auffallen läßt. Dies bewirkt eine Amplitudenverteilung für jedes
Strahlenbündel im wesentlichen entsprechend Fig. 6. Demgemäß
bestimmt die Verschiebung der Speiseeinrichtung den Winkel des
Strahlenbündels, aber für jedes Strahlenbündel ist die Amplitude
symmetrisch um seine Achse ohne Abschattung oder Überstrahlung
verteilt.
Im Interesse klarer Darstellung ist nur die Strahlungscharakteristik
eines beispielhaften Strahlenbündels gezeigt, nämlich desjenigen,
das von der versetzten Primärspeiseeinrichtung 54 ausgeht. Alle Speise
einrichtungen 54-58 sind jedoch so ausgerichtet, daß die Mitte
ihrer Strahlenbündel durch die gemeinsame effektive Mitte 60 geht.
Die als Beispiel dargestellte Speiseeinrichtung 54 erzeugt ein zur
Achse 67 zentriertes Strahlenbündel (Fig. 6). Ein dieser Achse entsprechender Strahl wird von der
Fläche 52 am Punkt 60 reflektiert, kommt aber unter einem ande
ren Winkel als ein von der auf der Achse lie
genden Speiseeinrichtung 56 ausgehender Strahl 66 an. Es
wird daher als Strahlenbündel abgestrahlt, das zur Achse 67 zentriert
ist und winkelmäßig gegen die Achse 66 versetzt ist. Die ebenen
Wellenfronten dieses versetzten Strahlenbündels liegen natürlich
wunschgemäß rechtwinklig zu seiner Achse 67. Strahlenbündel, die
von anderen Speiseeinrichtungen, beispielsweise 58, ankommen,
werden wiederum vom Punkt 60 ausgehen, aber um andere Achsen
zentriert sein, beispielsweise die Achse 68, die winkelmäßig gegen
alle anderen Achsen versetzt ist.
Die seitliche Verschiebung der Primärspeiseeinrichtungen bewirkt eine
winkelmäßige Versetzung in einer Ebene entsprechend der horizon
talen Ebene in Fig. 6, aber alle Strahlbündelachsen liegen in einer
gemeinsamen rechtwinkligen Ebene entsprechend der Darstellung
in Fig. 7. Wenn eine Versetzung der Strahlenbündel in der senkrech
ten Ebene erwünscht ist, müßten die Speiseeinrichtungen in einer
Richtung verschoben werden, die senkrecht zu der in Fig. 5 dar
gestellten Richtung steht. Dies würde eine entsprechende Vergröße
rung des Zwischenreflektors 53 in vertikaler Richtung zur Vermei
dung einer Überstrahlung erforderlich machen. Es besteht natür
lich die Möglichkeit, die Primärspeiseeinrichtungen sowohl horizontal
als auch vertikal zu verschieben. Es kann auch jede der nahe beieinander
angeordneten Primärspeiseeinrichtungen gegen den Achsenbrennpunkt in
einer anderen Richtung versetzt werden. Solche Anordnungen sind
für diejenigen Anwendungen erforderlich, bei denen die
Strahlenbündel in divergente Richtungen zeigen sollen.
Claims (2)
1. Cassegrain-Antenne mit einem parabolischen
Hauptreflektor (52) zur Erzeugung eines Hauptstrahls und
einer ersten Primärspeiseeinrichtung (56), die über das
Zentrum eines hyperbolischen Zwischenreflektors (53) auf
das Zentrum des Hauptreflektors gerichtet ist, wobei die
erste Primärspeiseeinrichtung (56) und der Zwischenreflek
tor (53) außerhalb und auf der gleichen Seite des Haupt
strahls angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine weitere Primärspeiseeinrichtung (54, 55, 57, 58) außerhalb des Hauptstrahls auf der gleichen Seite wie der Zwischenreflektor (53) und gegen die Anten nenachse versetzt angeordnet und über den Zwischenreflektor (53) ebenfalls auf das Zentrum des Hauptreflektors (52) gerichtet ist, und
daß die Oberfläche des Zwischenreflektors (53) in der Ver setzungsrichtung der weiteren Primärspeiseeinrichtung (54, 55, 57, 58) verlängert ist.
daß wenigstens eine weitere Primärspeiseeinrichtung (54, 55, 57, 58) außerhalb des Hauptstrahls auf der gleichen Seite wie der Zwischenreflektor (53) und gegen die Anten nenachse versetzt angeordnet und über den Zwischenreflektor (53) ebenfalls auf das Zentrum des Hauptreflektors (52) gerichtet ist, und
daß die Oberfläche des Zwischenreflektors (53) in der Ver setzungsrichtung der weiteren Primärspeiseeinrichtung (54, 55, 57, 58) verlängert ist.
2. Antenne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von weiteren
Primärspeiseeinrichtungen (54, 55, 57, 58) entlang einer
gekrümmten Linie angeordnet sind und daß der Zwischenreflek
tor (53) einen im wesentlichen ellipsenförmigen Umriß besitzt,
dessen längere Achse in Richtung der Linie verläuft.
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