DE2525358C3

DE2525358C3 - RUle funnel emitter

Info

Publication number: DE2525358C3
Application number: DE19752525358
Authority: DE
Inventors: Robert William Maldon Essex Ashton (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1980-07-10
Also published as: GB1498905A; DE2525358B2; DE2525358A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rillenirichterstrahler mit unterschiedlich tiefen Rillen, wobei die Rillentiefe so gewählt ist, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp die Bedingung, daß der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien kaumes ist, bei im Betriebsfrequenzbereich liegenden Frequenz©.; erfüll» "-st.The invention relates to a grooved radiator with different depths of grooves, the groove depth being selected so that the condition for the hybrid wave type occurring is that the field resistance of the funnel radiator perceived as a waveguide is the same as that of the free one, with a frequency in the operating frequency range. meet » " -st.

Bei einem bekannten Rillentrichterstrahler dieser Art (IEEE Transactions on Antennas and "Vopagation, Mai 1973, S. 320—327) wächst die Rillentiefe stetig mit zunehmendem Abstand vom Trichterhals, um obige Bedingung für eine im Arbeitsfrequenzbereich liegende Frequenz zu erfüllen.In a known groove funnel emitter of this type (IEEE Transactions on Antennas and "Vopagation, May 1973, pp. 320-327) the groove depth increases steadily with increasing distance from the funnel neck, by the above To meet the condition for a frequency lying in the working frequency range.

Nun wird aber bei Rillentrichterstrahlern, die zur Speisung von Reflektorantennen für Mikrowellen verwendet werden, die Arbeitsbandbreite dadurch erheblich beschränkt, daß bei sich ändernder Arbeitsfrequenz die Strahlbreiten in der E- bzw. W-Ebene stark unterschiedlich werden, was zu einem Anwachsen der von dem Unterschied zwischen E- und A/-Öffnungswinkel unmittelbar abhängenden, abgestrahlten kreuzpolarisierten Energie führt. Der Betrag dieser abgestrahlten kreuzpolarisierten Energie sollte aber insbesondere bei der Signalübertragung mit orthogonal polarisierten Wellen so klein wie möglich gehalten werden, da sich sonst erhebliche Obersprechprobleme ergeben.Now, however, with groove funnel emitters which are used to feed reflector antennas for microwaves, the working bandwidth is considerably limited in that when the working frequency changes, the beam widths in the E or W plane become very different, which leads to an increase in the difference radiated cross-polarized energy that is directly dependent between the E and A / opening angles. The amount of this radiated cross-polarized energy should, however, be kept as small as possible, especially when transmitting signals with orthogonally polarized waves, since otherwise considerable crosstalk problems arise.

Zwar ist aus AEU, 19/2, S. 22-30 eine Kegelhornantenne mit Rillen bekannt, bei der alle Rillen ein und dieselbe Tiefe aufweisen und die Abweichungen der Strahlbreiten in E- und H-Ebene auch bei sich ändernden Arbeitsfrequenzen klein gehalten sind. Hierbei handelt es sich jedoch um ein Weitwinkelhorn, das automatisch eine große Bandbreite aufweist. )e kleiner aber der Winkel der Speisehornantenne wird, desto kleiner wird auch bei bekannten Trichterstrählern die nutzbare Bandbreite. A cone horn antenna with grooves is known from AEU, 19/2, pp. 22-30, in which all grooves have the same depth and the deviations in the beam widths in the E and H planes are kept small even with changing working frequencies. However, this is a wide-angle horn that automatically has a wide range. ) e smaller but the angle of the food horn antenna, the smaller the usable bandwidth becomes, even with known funnel-shaped radii.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rillentrichterstrahler der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem auch bei sehr kleinen Öffnungswinkeln ein äußerst geringer Betrag an kreuzpolarisierter Energie abgestrahlt wird, wodurch eine wesentlich höhere Bandbreite als bisher erzielbar In contrast , the invention is based on the object of creating a groove funnel radiator of the type described above, in which an extremely small amount of cross-polarized energy is emitted even at very small opening angles, whereby a significantly higher bandwidth than previously achievable

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß wenigstens zwei aus jeweils mehreren Rillen bestehende Rillengruppen vorgesehen sind, wobei die Rillentiefe innerhalb jeder Gruppe konstant ist, und daß die Rillengruppen so ineinander verschachtelt sind, daß eine beliebig herausgegriffene Folge einander benachbarter Rillen, deren Zahl gleich der Anzahl der verschiedenen Gruppen ist, aus jeder Gruppe jt weilsTo solve this problem, the invention provides that at least two of several grooves existing groups of grooves are provided, the groove depth being constant within each group, and that the groups of grooves are nested in one another in such a way that an arbitrarily selected sequence of adjacent one another Grooves, the number of which is equal to the number of different groups, from each group jt Weil

ίο eine Rille umfaßtίο includes a groove

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß der Rillentrichterstrahler nunmehr bei mindestens zwei Frequenzen, die innerhalb seines Arbeitsfrequenzbandes liegen, die Bedingung erfüllt, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist, wobei sich jeweils die öffnungswinkel der T- und A/-Ebenen nicht unterscheiden, so daß bei einer Signalübertragung mit orthogonal polarisierten Wellen die abgestrahlte kreuzpolarisierte Energie auf ein Minimum gebracht und somit ein Übersprechen verhindert wird.By this arrangement according to the invention it is achieved that the groove funnel emitter is now at at least two frequencies that are within its working frequency band meet the condition, that for the hybrid wave type that occurs, the field resistance of the waveguide Funnel emitter is equal to that of the free space, the opening angles of the T and A / -planes do not differ, so that with a signal transmission with orthogonally polarized waves the emitted cross-polarized energy is brought to a minimum and thus crosstalk is prevented.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu finden, daß sich die Anzahl der Frequenzen, bei denen die obige Bedingung eingehalten wird, im Bedarfsfall ohne besondere Schwierigkeiten erweitern läßt. Dies geschieht dadurch, daß eine entsprechende Anzahl von weiteren Gruppen von Rillen mit jeweils entsprechend gewählter Tiefe in der Innenwand des Rillentrichterstrahlers vorgesehen werden. A particular advantage of the arrangement according to the invention is to be found in the fact that the number of Frequencies at which the above condition is met, if necessary without particular difficulties can expand. This is done by having a corresponding number of further groups of Grooves are provided with a correspondingly selected depth in the inner wall of the groove funnel emitter.

Sind beispielsweise drei Gruppen von Rillen mit jeweils unterschiedlicher Tiefe vorgesehen, wobei die Rillentiefe der ersten Gruppe mit a, die der zweiten mit b und die der dritten Gruppe mit c bezeichnet ist, so folgen die Rillen immer in der Reihenfolge a, b. c, a, b, c usw. aufeinander.If, for example, three groups of grooves are provided, each with a different depth, the groove depth of the first group being denoted by a, that of the second group by b and that of the third group by c, the grooves always follow in the order a, b. c, a, b, c etc. on top of each other.

Besonders günstige Abstrahlbedin^ungen ergeben sich, wenn die Rillen mit einer Häufigkeit von sechs Rillen pro Wellenlänge vorgesehen sind. Da dann, wenn für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist, die Rillen-Ein-Particularly favorable radiation conditions result if the grooves are provided at a frequency of six grooves per wavelength. Since then, if for the hybrid wave type that occurs, the field resistance of the funnel emitter interpreted as a waveguide is equal to that of the free space, the groove entry

-T) gangsimpedanz gcjjcn unendlich geht, bleibt das Vorhandensein einer benachbarten Rille mit niedriger Impedanz ohne wesentlichen Einfluß.-T) input impedance is infinite, it stays that way Presence of an adjacent, low-impedance groove with no significant influence.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt dieThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows the

ίο einzige Figur einen Querschnitt durch einen kreissymmetrisch strahlenden Rillentrichterstrahler.ίο only figure a cross-section through a circularly symmetrical radiant groove funnel emitter.

Gemäß der Figur besteht ein Rillentrichterstrahler aus einem Metallkörper 1, der in Richtung des Pfeiles 2 gespeist wird und in Richtung des Pfeiles 3 abstrahlt. DieAccording to the figure, a groove funnel radiator consists of a metal body 1 which, in the direction of arrow 2 is fed and radiates in the direction of arrow 3. the

M innere Oberfläche des Körpers 1 ist mil einer Reihe von Rillen 4 versehen, von denen die mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Rillen eine bestimmte Tiefe a aufweisen, während die übrigen, mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Rillen eine größere Tiefe b besitzen. AlleThe inner surface of the body 1 is provided with a series of grooves 4, of which the grooves denoted by the reference number 5 have a certain depth a, while the remaining grooves, denoted by the reference number 6, have a greater depth b . All

M) Rillen in diesem Beispiel haben die gleiche Weite und einen konstanten Abstand. Die beiden Tiefen a und b sind so ausgewählt, daß sie zwei Riilentiefen entsprechen, die für zwei verschiedene Frequenzen in dem gewünschten Arbeitsfrequenzband die Bedingung erfül-M) Grooves in this example are the same width and constant spacing. The two depths a and b are selected so that they correspond to two groove depths which meet the condition for two different frequencies in the desired working frequency band.

b5 len, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist.b5 len that for the hybrid wave type that occurs, the The field resistance of the funnel radiator understood as a waveguide is equal to that of the free space is.

bei Erfüllung dieser Bedingung die Rillen-Einimpedanz gegen unendlich gehu bleibt das indensein einer benachbarten Rille mit niedrigerer ianz ohne wesentlichen Einfluß.if this condition is fulfilled, the groove impedance towards infinity the indigenousness of an adjacent groove remains with a lower one ianz without significant influence.

Häufigkeit, mit der die Rillen vorgesehen sind, jt sechs Rillen pro Wellenlänge bei der Mittenfre- : des gewünschten Frequenzbandes, wobei eine ?e von sechs Rillen die Tiefe a aufweist und die e Gruppe die Tiefe b besitzt
gebenenfalls können mehr als zwei verschiedene tiefen vorgesehen werden, so daß der Rillen-The frequency with which the grooves are provided is six grooves per wavelength at the center frequency of the desired frequency band, one out of six grooves having a depth a and the e group having a depth b
if necessary, more than two different depths can be provided so that the groove

trichterstrahier bei mehr als zwei verschiedenen Frequenzen die oben erwähnte Bedingung erfüll;. Werden z. 3. drei verschiedene Rillentiefen vorgesehen, wobei die zusätzliche Tiefe mit c bezeichnet ist, so treten die Rillentiefen vom Ende des Trichterstrahlers mit dem größeren Durchmesser her gesehen in der Reihenfolge a, b, c, a, b, cusw. auf. Die Häufigkeit, mit der die Rillen vorgesehen sind, ist weiterhin gleich sechs Rillen pro Wellenlänge bei der Mittenfrequenz des gewünschten Frequenzbandes.funnel streaks at more than two different frequencies meet the above condition; Are z. 3. Three different groove depths are provided, the additional depth being denoted by c , the groove depths appear from the end of the funnel emitter with the larger diameter in the order a, b, c, a, b, c etc. on. The frequency with which the grooves are provided is still six grooves per wavelength at the center frequency of the desired frequency band.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

t. Grooved funnel radiator with grooves of different depths, the groove depth being selected so that the condition that the field resistance of the funnel radiator perceived as a waveguide is equal to that of the free space is met for frequencies lying in the operating frequency range for the hybrid wave type occurring, characterized in that at least two groups of grooves (5, 6) each consisting of a plurality of grooves are provided, the groove depth (a, b) being constant within each group, and that the groove groups (5,6) are nested in one another in such a way that an arbitrarily selected sequence is one another of adjacent grooves, the number of which is equal to the number of different groups, each group comprises one groove.

Z groove funnel radiator according to claim 1, characterized in that the grooves (5, 6) with a Frequency vo ;: six grooves per wavelength are provided.