DE2603055C3

DE2603055C3 - Erregersystem für Reflektorantennen

Info

Publication number: DE2603055C3
Application number: DE2603055A
Authority: DE
Inventors: Manfred 8000 Muenchen Schiller
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1976-01-28
Filing date: 1976-01-28
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE2603055B2; DE2603055A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Erregersystem ^f-jr den Hauptreflektor einer Reflektorantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei Richtstrahlsystemen ist das zu überstreichende Gesamtfrequenzband wegen systembedingter Vorverstärker oder Tuner sehr oft in mehrere Teilfrequenzbereiche unterteilt, beispielsweise jeweils in eine Oktav überstreichende Bereiche. In diesen Fällen können beim zugehörigen Richtstrahlantennensystem nicht die Vor teile eine«. Breitbanderregers ausgenutzt werden Rs könnte zwar eine fernbediente Umschaltung des Breitbanderregers auf die verschiedenen Vorverstärker oder Tuner durchgeführt werden, dabei geht iedoch der Vorteil des Simultanernpfanges in den einzelnen Teilbereichen verloren. Die Einfügung eines F ilternetz Werkes zwischen Antennensystem und den verschiede nen Vorverstärkern beseitigt zwar diesen Nachtei¹ scheidet aber wegen zusätzlicher Dämpfung und wegen der NaChIeIIe₁ die im Filter an den Ddndgrcnzrn de Teilbereiche auftreten, aus. Die Aufteilung in eine der Anzahl-der Vorverstärker oder Tuner entsprechende Anzahl von gesondert aufgestellten Refleklor-Antennensystemeri bietet zwar eine elektrisch einwandfreie Lösung, ist jedoch aus Raum·¹ und Kostengründen nicht vertretbar.

Es ist bei Mönöpüls-Richfäntennenänördnüngeitt bekannt, einen Hornstrahler in der Mitte einer Reflektorfläche anzuordnen und daneben in einem anderen Frequenzbereich arbeitende Dipole, die im Abstand voneinander in einer parallel zur Reflektorfläche liegenden Ebene angeordnet sind. Auch die vor der gemeinsamen Reflektorfläche angeordneten Dipole können jeweils für unterschiedliche Frequenzbänder dimensioniert sein, also jeweils unterschiedliche Länge besitzen und auch in einen! unterschiedlichen Abstand vor der gemeinsamen iieflektorfläche angeordnet sein, d. h. die für den höheren Frequenzbereich dimensionierten Dipole sind jeweils im Raum zwischen den für den nächst niedrigeren Frequenzbereich dimensionierten Dipolen und der gemeinsamen ebenen Reflektorfläche angeordnet (DE-AS 24 11 158 und Microwaves. Juni 1967. S. 55).

Es ist ferner bekannt, eine solche Art von Monopuls-Richtantennenanordnung im Brennpunkt des Hauptreflektors einer Reflektorantenne anzuordnen (S. 1 der DE-OS 21 33 842). Da die Phasenzentren der für die unterschiedlichen Frequenzbereiche dimensionierter Erregereinheiten einer solchen oben erwähnten Monopuls-Richtantennenanordnung jedoch nur ungefähr zusammenfallen, stimmen diese auch nur ungefähr mit dem Brennpunkt des Parabolreflektor überein. Ein solches Erregersystem für den Hauptreflektor einer Reflektorantenne im deshalb nicht optimal. Aus ditiem Grunde sind, ausgehend von dieser Speisemöglichkeit, auch schon die Erregereinheiten nebeneinander am Umfang eines drehbar vor dem Parabolreflektor gelagerten Haltekörpers angeordnet worden und es ist für jede Erregereinheit eine Einraststellung vorgesehen worden, in der sie mit ihrer Strahlrichtung auf den Parabolreflektor gerichtet ist und in der ihr Phasenzentrum jeweils mit dem Brennpunkt des Parabolreflektor zusammenfällt (Lösung nach DE-OS 2133 842). Letztere bekannte Anordnung gehört jedoch nicht der erfindungsgemäßen Gattung an. da bei ihr immer nur eine der Erregereinheiten wirksam ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Erregersystem für den Hauptreflektor einer Reflektorantenne mit mindestens zwei für unterschiedliche nicht benachbarte Frequenzbereiche dimensionierten Erregereinheiten gemäß Oberbegriff des Anspruchs I der Anmeldung zu schaffen, das bei einfachstem Aufbau gewährleistet, daß die Phasenzentren der F.rregereinheiten jeweils exakt im Brennpunkt der Reflektorantenne liegen

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Erregersystem laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnendes Merkmal gelost Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den 1 intcr,inspruchen

Bei dem erfindun^sgemäßen Oregersvsleir sind demnach auch noch die Reflektoren, die den fur unterschiedliche t reqiienzbereiche dimensionierten Dipolen zugeordnet sind mechanisch ineinander verschachtelt, d. h inch die Reflektorfläche fur die für den höheren I rer|uenzhereich dimensionierten Dipole ist ebenfalls im R.mm zwischen den Dipolen und der ebenen ROfIi^-I-¹M¹I₁I₁JiC fur den nächst niedrigeren Frequenzbereich angeordnet». Damit ist gewährleistet,¹ daß die Rhäserizentren sämtlicher Erregereinheiten in einem Punkt zusammenfallen und dieser dann nur noch im Brennpunkt des Hauptreflektors angeordnet werden muß, um zu erreiche^ daß jede Erregereinheit auf den Unterschiedlichen Frequenzen jeweils eine optimale Abstrahlung des

Hauptreflektors gewährleistet. In jedem Frequenzteilbereich arbeitet also eine so erregte Reflektorantenne mit optimalem Gewinn und es sind keine den Gewinn beeinträchtigenden Aufzipfelungen des Abstrahlungsdiagrammes der Reflektorantenne zu befürchten, wie dies für die bekannten Erregersysteme gilt, bei denen dir für unterschiedliche Frequenzbereiche dimensionierten Dipole nur im unterschiedlichen Abstand vor einer gemeinsamen ebenen Reflektorfläche angeordnet sind und deren Phasen- ι ο Zentren daher nicht zusammenfallen. Mit einem erfindungsgemäßen Erregersystem kann beispielsweise mit nur zwei Hauptreflektoren ein Richtstrahlantennensystem aufgebaut werden, das vier oder mehr jeweils eine Oktave Bandbreite aufweisende Vorverstärker oder Tuner aufweist. Sind z. B. vier einzelne jeweils eine Oktave überstreichende Verstärker vorgesehen, so sind jedem der beiden HauptreRektoren zwei im Sinne der Erfindung verschachtelte Erregereinheiten zugeordnet. Wenn im Sinne der Erfindung beispielsweise je Hauptreflektor drei Erregereinheiten ineinandergeschachtelt sind, kann damit ein in sechs Oktaven aufgeteiltes Gesamtfrequenzband überstricnen werden. Da bei solchen Richtstrahlantennensys'cmen der Hauptreflektor am kostspieligsten ist, kann mit einer ²^ erfindungsgemäßen Erregeranordnung der Gesamtaufbau solcher breitbandiger Antennensysteme sehr vereinfacht und verbilligt werden. Die einzelnen Erregereinheiten arbeiten in nicht benachbarten Frequenzbereichen und können sich daher auch nicht gegenseitig stören oder beeinflussen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Erregersystem mit zugeordnetem Hauptreflektor F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf dieses Erregersystem.

Nach Fig. 1 besteht das Erregersystem aus zwei mechanisch ineinandergeschachtelten Erregereinheiten für nicht benachbarte Frequenzbereiche. Die erste Erregereinneit besteht aus dem ebenen Reflektor 1 und den im Abstand von etwa λ/4 davor angeordneten Dipolen 2. Die zweite Erregereinheit besteht aus einem Reflektor 3 und den wiederum im Abstand von etwa λ/4 davor angeordneten Dipolen 4. In dem gezeigten « Ausführungsbeispiel sind nach Fig. 2 jeweils vier Dipole 2 bzw. 4 im Quadrat vor dem Reflektor 1 bzw. 3 angeordnet. Diese Erregereinheiten 1, 2 bzw. 3, 4 sind nun im Sinne der Fig. 1 derart mechanisch ineinander verschachtelt, daß trotz ihrer unterschiedlichen Dimensionierung ihre Phasenzentren 5 zusammenfallen. Außerdem sind diese Phasenzentren 5 im Brennpunktbereich des Hauptreflektors 6 angeordnet, der in dem gezeigten Ausführungsbeispie! als Rotationsparabolantenne angedeutet ist, genauso gut aber auch jede andere bekannte Reflektorform besitzen kann. Um die Gleicheit der Phasenzentren der beiden Erregereinheiten zu gewährleisten, ist der Reflektor 3 nach Art einer Schachtel gegenüber der Reflektorebene des Reflektors 1 nach vorne in Richtung auf den Hauptreflektor 6 vorgebaut. Damit wird der sich aus der unterschiedlichen Betriebswellenlänge für die Einheiten 1, 2 und 3, 4 ergebende unterschiedliche Abstand der Dipole vom zugeordneten Reflektor ausgeglichen.

Die einzelnen Erregereinheiten 1, 2 und 3, 4 sind für unterschiedliche nicht benachbarte und nicht aneinander anschließende Frequenzbereiche ausgelegt. Nachdem die zugehörigen Vorverstä '.er oder Tuner im aligemeinen eine Oktav Sandbreite besitzen, ist es zweckmäßig, diese beiden Erregereinheiten 1,2 und 3,4 für nicht aneinander anschließende Oktavbereiche des Gesamtfrequenzbandes auszulegen. So!! beispielsweise ein Gesamtfrequenzband zwischen 1 und 16GHz mit vier jeweils eine Oktav Bandbreite besitzenden Vorverstärkern oder Tunern überstrichen, werden, so genügt es, zwei Hauptreflektoren 6 für dieses Richtstrahlsystem vorzusehen und dtm einen Hauptreflektor ein Erregersystem zuzuordnen, das bezüglich der Erregereinheit 1,2 für 1 bis 2 GHz (1. Oktav) und dessen zweite Erregereinheit 3, 4 für 4 bis 8 GHz (3. Oktav) ausgelegt ist. Dem zweiten Hauptreflektor ist dann ein Erregersystem zugeordnet, dessen erste Erregereinheit 1,2 für den Frequenzbereich 2 bis 4 GHz (2. Oktav) und dessen zweite Erregereinheit 3, 4 für den Frequenzbereich 8 bis 16GHz (4. Oktav) ausgelegt ist. Wenn im Sinne der Erfindung drei oder noch mehr Erreg ;reinheiten ineinander geschachtelt werden, kann das Gesamtfrequenzband entsprechend erweitert werden. Die r.iative Ablage der Frequenzbereiche der Erregereinheiten 1, 2 und 3, 4 gewährleistet, daß sich auch die Strahlungsdiagramme dieser einzelnen Einheiten nicht beeinflussen.

Anstelle der dargestellten Dipole können auch ebene Spiralantennen verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Erregersystem für den Hauptreflektor einer Reflektorantenne mit mindestens zwei für unterschiedliche, nicht benachbarte Frequenzbereiche dimensionierten Erregereinheiten, die jeweils aus mindestens zwei ;m Abstand voneinander und in einer parallelen Ebene vor einer ebenen Reflektorfläche angeordneten Dipolen oder ebenen Spiral- \o antennen bestehen, wobei die für den höheren Frequenzbereich dimensionierten Dipole oder ebenen Spiralantennen im Raum zwischen den Dipolen oder ebenen Spiralantennen und der ebenen Reflektorfläche der für den nächst niedri- '5 geren Frequenzbereich dimensionierten Erregereinheit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorflächen (1, 3) der Erregereinheiten (1, 2; 3, 4) so zueinander angeordnet sind, daß die Phasenzentren dieser Erregereinheiten \1, 2; 3, 4) jeweils im Brennpunkt (5) des ί !aupircflcktors {5} zusammenfallen.

2. Erregersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinheiten (1, 2, 3,4) so dimensioniert sind, daß ihre jeweils eine Oktav breiten Frequenzbereiche jeweils durch einen Frequenzbereich von eine^r Oktav voneinander getrennt sind.

3. Reflektorantennensystem aufgebaut aus zwei jeweils mit einem Erregersystem nach Anspruch 2 ausgestatteten Reflektorantennen, dadurch gekennzeichnet, d -1 die Erregereinheiten (1, 2; 3,4) dieser beiden Reflektorantennen so dimensioniert sind, daß die eine Oktav breiten Frequenzbereiche der Erregereinheiten der e'iien Reflektorantenne jeweils zwischen den ebenfalls eine Oktav breiten Frequenzbereichen der Erregereinheiten der anderen Reflektorantenne liegen.

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