DE2511833A1

DE2511833A1 - Antenne

Info

Publication number: DE2511833A1
Application number: DE19752511833
Authority: DE
Inventors: Bui Hai Nhu
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-03-19
Filing date: 1975-03-18
Publication date: 1975-09-25
Also published as: NL7503191A; FR2265190B1; FR2265190A1; GB1490891A; JPS5756805B2; IT1032350B; US3968497A; JPS50128963A

Description

75008 PARIS /Frankreich

Unser Zeichen: T 174-8

Antenne

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Antenne, die im Strahlengang hintereinander einen Primärstrahler, eine Periskop-Anordnung mit η Spiegeln, einen Hilfsreflektor mit zwei Brennpunkten und einen Hauptreflektor aufweist, und bei welcher der Hauptreflektor zwischen dem Hilfsreflektor und der Periskop-Anordnung angeordnet ist.

Es gibt Antennen dieser Art, die beispielsweise aufgrund einer Struktur vom Cassegrain-Iyp oder vom Gregorien-Typ dadurch realisiert sind, daß der Primärstrahler vom Hilfsreflektor weiter entfernt wird und die Anstrahlung des Hilfsreflektors duroh den Primärstrahler mit Hilfe einer Periskop-Anordnung aufrechterhalten wird. Damit der Primärstrahler trotz seiner Entfernung vom Hilfsreflektor weiterhin in einem Brennpunkt der Antenne angeordnet sein kann, enthalten die verwendeten Periskop-Anordnungen Sammelspiegel.

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Lei/Gl

Infolge des Vorhandenseins dieser Sammelspiegel sind die Periskop-Anordnungen teuer, schwierig einzustellen, und sie verringern die Entkopplungs-Charakteristik der Antenne.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile.

Dieses Ergebnis wird durch eine Änderung des üblicherweise verwendeten Hilfsreflektors erzielt, die es möglich macht, nur ebene Spiegel zu verwenden.

Nach der Erfindung ist eine Antenne, die im Strahlengang hintereinander einen Primärstrahler, eine Periskop-Anordnung mit η Spiegeln (n = positive ganze Zahl), einen Hilfsreflektor mit zwei Brennpunkten und einen Hauptreflektor enthält, wobei der Hauptreflektor räumlich zwischen dem Hilfsreflektor und der Periskop-Anordnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brennpunkte des Hilfsreflektors zu beiden Seiten des Hauptreflektors liegen, daß der Abstand zwischen dem Hilfsreflektor und dem weiter entfernten seiner beiden Brennpunkte im wesentlichen gleich der Länge des Strahlenganges zwischen dem Hilfsreflektor und dem Primärstrahler ist, und daß jeder der η Spiegel eben ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antenne vom Gregorien-'Jiyp,

Pig· 2 eine abgeänderte Ausführungsform der Antenne von Pig. 1 und

Pig. 3 eine weitere Abänderung der Antenne von Pig. 1 und

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Die in Pig. 1 dargestellte Antenne ist vom Gregorien-Typ, d.h., daß sie einen Hilfsreflektor 2 enthält, der durch einen Abschnitt eines Ellipsoids gebildet ist. Die Antenne ist dem Höhenwinkel und dem Seitenwinkel naoh einstellbar. Sie enthält außer dem Hilfsreflektor 2 einen Hauptreflektor 1, einen Primärstrahler 3, eine Periskop-Anordnung 4 und zwei mechanische Vorrichtungen 5 und 6.

Der Primärstrahler 3 ist vorzugsweise ein gerillter konischer Hornstrahler ("corrugated horn" in der angelsächsischen Literatur); die Ausbreitungsaohse des Hornstrahlers fällt mit der Achse Z-Z zusammen, welche die Antenne bei einem Höhenwinkel von 90 annimmt. Pig. 1 zeigt die Stellung der Antenne, die einem Höhenwinkel von 90° entspricht.

Der Hauptreflektor 1 ist ein Paraboloid, dessen Achse mit der Achse des Hilfsreflektors 2 zusammenfällt; der Brennpunkt des Hauptreflektors 1 fällt mit demjenigen Brennpunkt P^ der beiden Brennpunkte des Hilfsreflektors zusammen, der näher beim Hilfsreflektor liegt. Wenn die Antenne einen Höhenwinkel von 90 hat, same Achse mit der Achse Z-Z zusammen.

Antenne einen Höhenwinkel von 90 hat, fällt diese gemeinDie Periskop-Anordnung 4 enthält vier ebene Spiegel 41 bis 44 und vier Rohre 45 bis 48, die fest miteinander und mit den Spiegeln 41 bis 43 verbunden sind, so daß sie zusammen mit den Spiegeln eine Hülse bilden, die dazu bestimmt ist, das Innere der Periskop-Anordnung gegen äußere Einflüsse zu schützen.

Die drei Spiegel 41 bis 43 sind jeweils um 45° gegen die Achse Z-Z geneigt, und das gleiche gilt für den Spiegel 44, wenn der Höhenwinkel der Antenne 90 beträgt.

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Die Antenne ist dem Seitenwinkel nach durch Drehung aller ihrer Bestandteile mit Ausnahme des Primärstrahlers um die Aohse Z-Z einstellbar; diese Drehung erfolgt mit Hilfe der mechanischen Vorrichtung 6, die durch ein Rechteck und zwei gestrichelte Linien symbolisch dargestellt ist.

Die Antenne ist auch dem Höhenwinkel nach dadurch einstell-, bar, daß die vom Spiegel 44 j dem Hauptreflektor 1 und dem Hilfsreflektor 2 gebildete Anordnung verschwenkt wird; die Achse Y-I dieser Schwenkbewegung steht senkrecht zu der Achse Z-Z an der Stelle, wo die Achse Z-Z durch den Spiegel 44 geht, und wenn der Spiegel 44 die Stellung einnimmt, die einem Höhenwinkel von 90° entspricht, definiert diese Aohse Y-Y mit der Achse Z-Z eine Ebene, die senkrecht zur Ebene des Spiegels 44 steht. Diese Höhenwinkel-Schwenkbewegung erfolgt durch die mechanische Vorrichtung 5, die symbolisch durch ein Rechteck und eine gestrichelte Linie dargestellt ist; diese mechanische Vorrichtung 5 dreht sich zusammen mit dem Spiegel 44 und den Reflektoren 1 und 2 bei der durch die mechanische Vorrichtung 6 gesteuerten SeitenwinkeIbewegung.

In der Zeichenebene von Fig. 1 ist der Verlauf eines von der Antenne aufgefangenen Wellenbündels durch die beiden Randstrahlen dargestellt, die durch einen Pfeil bzw. einen Doppelpfeil bezeichnet sind. Damit die Antenne arbeiten kann, müssen natürlich die beiden Randstrahlen beim Eintritt in den Hornstrahler 3 konvergieren. Wenn mit ABODEP der Weg eines Strahlenbündels zwischen dem Hilfsreflektor 2, den Spiegeln 44, 43, 42, 41 und dem Primärstrahler 1 bezeichnet wird, bedeutet dies, daß dieser Strahlenweg im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Hilfsreflektor und dem weiter entfernten seiner beiden Brennpunkte sein muß. Dies erfordert die Verwendung eines Hilfsreflektors mit großer Brennweite.

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Ss ist andererseits zu bemerken, daß die Spiegel, die aus Metall oder aus einem mit Zink oder einem anderen Metall überzogenen Schichtmaterial bestehen können, auf Trägern montiert sind, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und die Einstellung ihrer Lage ermöglichen. Damit diese Einstellung möglich ist, ist ein kleiner Spiegel für sichtbares Licht in der Mitte jedes der Spiegel 41 bis 44 befestigt.

Als Anhaltspunkt sei angegeben, daß eine Antenne der in Fig. 1 gezeigten Art für einen Betrieb im Frequenzband von 11 bis 14 SHz ausgeführt worden ist. Diese Antenne hat die folgenden Abmessungen:

- Durchmesser des Hauptreflektors: 15 m

- Brennweite des Hauptreflektors: 5,25 m

- Durchmesser des Hilfsreflektors: 2 m

- Brennweite des Hilfsreflektors: 15 m

- Primärstrahler vom lyp eines gerillten konischen Hornstrahlers mit 7,7° Kegelwinkel, 0,732 m Öffnung und 5,42 m Länge.

Fig. 2 zeigt eine Antenne, die sich von der Antenne von Fig. 1 nur durch die Verringerung der Anzahl der Spiegel auf drei und durch die Anordnung dieser drei Spiegel unterscheidet; dabei ist die Schutzhülse der Periskop-Anordnung fortgelassen.

Die drei Spiegel 41, 43 und 44 der Periskop-Anordnung dieser Antenne sind nicht im gleichen Winkel gegen die Achse Z-Z geneigt. Während der Spiegel 44 um etwa 45° geneigt ist, haben die beiden anderen Spiegel 43 und 41 einen geringeren Neigungswinkel, so daßder Primärstrahler wiederum entlang der Achse Z-Z angeordnet sein kann und somit sowohl bei den Seitenwinkelbewegungen als auch bei

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den Höhenwinkelbewegungen der Antenne feststehend bleibt.

Fig. 3 zeigt, wiederum ohne die Schutzhülse der Periskopanordnung, eine Antenne, die sich von der Antenne von Fig. 1 einerseits durch die Anzahl der Spiegel unterscheidet, die auf zwei reduziert ist (Spiegel 43 und 44), und andererseits dadurch, daß die Seitenwinkel-Drehachse Ζγ-Ί,^ gegen die Achse Z-Z, welche die Antenne bei einem Höhenwinkel von 90° annimmt, um eine Strecke d versetzt ist. Somit können bei der Periskop-Anordnung einer Antenne die Anzahl der Spiegel und die Versetzung d der Seitenwinkel-Drehachse in Abhängigkeit von der hinter dem Hauptreflektor liegenden Struktur und von der Stelle, an welcher die Arbeitskabine installiert ist, bestimmt werden.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die drei dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; so kann insbesondere die Anzahl der Spiegel der Periskop-Anordnung größer als vier sein, und sie kann auch kleiner als zwei sein, doch ist dann der Primärstrahler nicht mehr feststehend: er dreht sich mit der Seitenwinkelbewegung. Im Fall einer Periskop-Anordnung mit einem einzigen Spiegel hätte man gegenüber der Antenne von Fig. 1 eine Verringerung der Anzahl der Spiegel auf einen einzigen Spiegel 44 und eine andere Lage des Primärstrahlers 3, der dann entlang der Achse Y-Y so angeordnet wäre, daß seine Öffnung dem Spiegel zugewandt wäre und von diesem Spiegel einen Abstand hätte, der gleich der Länge wäre, die in Fig. 1 durch den Strahlenweg BODEF dargestellt ist; die Höhenwinkel- und Seitenwinkelbewegungen würden wiederum um die Achsen Y-Y bzw. Z-Z erfolgen, jedoch würde sich dann der Primärstrahler, wie erwähnt, in Abhängigkeit von der Seitenwinkelbewegung drehen.

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Es ist zu bemerken, daß es auch, möglich ist, feststehende Antennen nach der Erfindung auszuführen. Dies ist unter
anderem für die Bestimmung der Lage der Arbeitskabine in Abhängigkeit von der hinter dem Hauptreflektor liegenden Struktur vorteilhaft.

Bei der Beschreibung der Erfindung ist davon ausgegangen worden, daß der Hauptreflektor und der Hilfsreflektor
vollkommene Kegelschnitte sind; in der Praxis, ist es jedoch üblich, daß diese Reflektoren vorzugsweise ein geringfügig abgeändertes Profil haben, wobei diese Profiländerung den Zweck hat, hinsichtlich des Hilfsreflektors die Amplitudenverteilung der einfallenden Welle gleichmäßiger zu machen und hinsichtlich des Hauptreflektors
die sich aus der Änderung des Hilfsreflektors ergebenden Phasendifferenzen zu korrigieren.

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Claims

Patentansprüche

1.) Antenne, die im Strahlengang hintereinander einen Priraär-' ' strahler, eine Periskop-Anordnung mit η Spiegeln (n = positive ganze Zahl), einen Hilfsreflektor mit zwei Brennpunkten und einen Hauptreflektor enthält, wobei der Hauptreflektor räumlich zwischen dem Hilfsreflektor und der Periskop-Anordnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brennpunkte des Hilfsreflektors zu beiden Seiten des Hauptreflektors liegen, daß der Abstand zwischen dem Hilfsreflektor und dem weiter entfernten seiner beiden Brennpunkte im wesentlichen gleich der länge des Strahlenganges zwischen dem Hilfsreflektor und dem Primärstrahler ist, und daß jeder der η Spiegel eben ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, die dem Höhenwinkel und dem Seitenwinkel nach einstellbar ist, und bei der die beiden Reflektoren im wesentlichen Flächen sind, die eine gemeinsame Symmetrieachse aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß η wenigstens gleich 2 ist, daß der Primärstrahler feststehend ist, und daß die Seitenwinkel-Drehachse mit der Ausbreitungsachse des Primärstrahlers zusammenfällt.

3. Antenne nach Anspruch 2, die dem Höhenwinkel und dem Seitenwinkel nach einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige der η Spiegel, der vom Hilfsreflektor aus sichtbar ist, mit den beiden Reflektoren eine mechanisch fest verbundene Baugruppe bildet, und daß eine mechanische Vorrichtung die Höhenwinkelorientierung der Antenne durch Antrieb der mechanisch fest verbundenen Baugruppe steuert.

4. Antenne naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß η gleich 4 ist, und daß dann, wenn die Antenne in der dem Höhenwinkel 90° entsprechenden Stellung steht, die vier Spiegel mit der Seitenwinkeldrehachse Winkel des gleichen Absolutwertes bilden.

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5· Antenne naoh Anspruch 2, "bei welcher η wenigstens gleich ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Antenne in einer dem Höhenwinkel 90° entsprechenden Stellung steht, die Seitenwinkel-Drehachse mit der Symmetrieachse zusammenfällt.

6. Antenne nach Anspruch 2, bei welcher η gleich 2 ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Antenne in einer dem Höhenwinkel 90° entsprechenden Stellung steht, die Seitenwinkel-Drehachse gegen die Symmetrieachse versetzt ist.

7. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie feststehend ist.

8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Periskop-Anordnung eine Schutzhülse aufweist.

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