DE2749443C3

DE2749443C3 - Mikrowellen-Breitbandrichtfunkantenne in Muschelbauweise

Info

Publication number: DE2749443C3
Application number: DE2749443A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 8260 Muehldorf Tauscheck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1980-06-04
Also published as: SE7811412L; GB2007437B; IT1100056B; NO783711L; GB2007437A; DE2749443A1; DK150555B; FR2408229A1; NL182607B; NL7806933A; BE871746A; DK490878A; JPS5472939A; AU4132078A; NL182607C; DK150555C; IT7829396A0; DE2749443B2

Description

Die I ifiiidiing bezieht
Itreilbaiulni htliiiikantennc

sieh auf cmc Mikrowellenin Muschclbaiiwcisc Mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeis: wird und dessen Aperturabschluß eine Aperturabdeckplatte aus strahlungsdurchlässigem Kunststoffmaterial bildet

Der Flächenwirkungsgrad und das Strahlungsdiagramm hochwertiger Breitbandrichtfunkantennen hängen wesentlich von der Präzision der Reflektor-Strahler-Beziehung und der Genauigkeit der Reflektorschale in sich ab.

Bei hohen Anforderungen an die Winkeldämpfung werden heute in erster Linie offsetgespeiste Antennen in Muschelbauweise eingesetzt Für 3m-Antennen beispielsweise liegt die Grenze der realisierbaren Reflektorpräzision bei ±1,0 mm Spitzenabweichung von der Idealfläche (Rotationsparaboloid). Eine solche Präzision großer Bleciiflächen ist unter den vorgegebenen Einsatzbedingungen nur sehr schwierig einzuhalten, da Kranarbeiten. Transport und am Einsatzort Windkräfte, einseitige Wärmebelastungen, Niederschläge und Korrosion die Konstruktion stark belasten.

Um die notwendige Stabilität zu erreichen, wird bei den Muschelantennen bekannter Bauart «in mit angenieteten Streben verstärkter Reflektor starr mit den Seitenwänden und der übrigen Konstruktion verbunden, so daß ein selbsttragendes Gesamtsystem entsteht (z. B. Telefunken-Prospekt Weitverkehr und Kabelteennik: Richtfunkantennen für den 7 GHz-Bereich, März 1S73, S. 7, 20 und Telefunken-Prospekt Weitverkehr und Kabeltechnik: Richtfunkantennen für den 2 GHz-Bereich, Nov. 1968, S. 7,22 bis 25). Nach dem Zusammenbau einer solchen Antenne sind umständliche Nachricht-Arbeiten notwendig, da die Kontur des Blechreflektors nach den Schweiß- und Nietarbeiten verzogen ist. Diese bekannte Bauart wird um so ungünstiger, je höher die Anforderungen an die Präzision der Reflektor-Strahler-Einheit sind, da sowohl beim Zusammenbau der Antenne als auch beim Transport und im Einsatz alle auf die Antenne wirkenden Kräfte auf den Reflektor übertragen werden und diesen verformen. Dadurch werden die Diagrammsymmetrie, die Winkeldämpfung und die kritischen Depolarisationseigenschaften von offsetgespeisten Antennen verschlechtert.

Um eine ausreichende Stabilität zu erreichen, sind somit bei der bekannten Bauweise teure und umständliche Fertigungsmethoden für diese in eng vermaschten Richtfunknetzen als Standardantennen verwendeten Antennen zu tragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine hochwertige Breitbandreflektorantenne in Müschelbauweise für die kommerzielle Richtfunktechnik eine Konstruktion zu schaffen, die es gestattet, eng tolerierte Reflektorschalen bis etwa 10 qm Flächenausdehnung in einer solchen Weise zu verankern, daß trotz Belastungen beim Transport, bei Kranarbeiten, durch Wind, einseitige Bestrahlung usw. ein präzises Spiegelsystem am Einsatzort gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Mikrowellen-Breitbandrichtfunkantenne der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe gelöst durch eine Aufteilung in /wci getrennte Funktionseinheiten, nämlich zum einen das eigentliche, die elektrischen Anteiinenclaten bestimmende und deswegen als Crä/isionstcil ausgebildete Antennensystem sowie /.um anderen ein hinsieht lieh der Form dem Antennensystem angepaßtes Abschirmgchüuse ohne hesomlere Toleraii/aiifordeningcn. und durch eine starre (iinnilplalle, welche allein

zugleich das Antennensystem und dessen Abschirmgehäuse trägt Zum als Präzisionsteil ausgebildeten Antennensystem gehören der schalenförmige Reflektor, das Primärstrahlersystem mit Halterun;;, eine Feinjustiervorrichtung, über leichte Verstrebungen am Reflektor und um den Primärstrahler angeordnete Absorberbauteile und ggf. Blenden. Durch die Aufteilung der Antenne in die beiden getrennten Funktionseinheiten werden die Belastungen durch die Umwelt von den die elektrischen Daten der Antenne bestimmenden Präzisionsteilen ferngehalten.

Die starre Grundplatte läßt sich mit der üblichen Ringkonstruktion auf einem Turm verschrauben, um eine Grobeinstellung von ± 180° zu ermöglichen. Das als Präzisionsteil ausgebildete Antennensystem und das Abschirmgehäuse sind nur über die Grundplatte miteinander verbunden. Das Antennensystem und das Abschirmgehäuse sind zweckmäßiger Weise derart mit der Grundplatte verschraubt, daß keine Gehäusebewegungen auf das Antennensystem übertragen werden.

Das in vorteilhafter Weise zerlegbar ausgebildete Abschirrngehäuse besteht im wesentlichen aus zwei Seitenwänden, einer Rückabdeckung und einem Rahmen zur Aufnahme der Aperturabdeckplatte. Die Daten der Antenne werden bis auf den Einfluß der Aperturabdeckplatte nur vom Präzisionsteil bestimmt. Für die Konstruktion des Abschirmgehäuses ergeben sich deshalb keine elektrischen Forderungen, so daß der Einsatz von Kunststoffmateria!, Planen usw. ohne weiteres möglich ist Die Konstruktion des Gehäuses läßt sich, was den Preis, das Gewicht die Haltbarkeit, die Dichte, die Zerlegbarkeit, das Design usw. betrifft, unabhängig von den Antenneneigenschaften optimieren.

Das Präzisionsteil ist in zweckmäßiger Weise innerhalb des Abschirmgehäuses im Bereich der Feinjustierung in der Elevation und im Azimut um etwa ± 5° verstellbar, ohne daß sich die Daten der Antenne ändern.

Da Bewegungen, Spannungen und Verformungen des Abschirmgehäuses nicht auf den Reflektor übertragen werden, lassen sich zusammensetzbare leichte Reflektorkonstruktionen benutzen. Das Strahlerreflektorsystem kann dann so zerlegbar konstruiert werden, daß sich fertigungs- und versandgerechte Teilbausteine ergeben. Für die Reflektorschale läßt sich eine Aufteilung in zwei bis vier Teilschalen mit Verschraubungen vorsehsn. Da der Reflektor geschützt ist und nach seiner Herstellung keine Bearbeitungsschäden mehr auftreten, sind Fertigungsmethoden mit gut formbarem Material anwendbar. So kann beispielsweise weiches Aluminiumblech mit Randverstärkungen oder metallisiertes glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial eingesetzt werden.

Aufgrund der aufgeteilten Bauweise kann die Antenne je nach Systemforderung variiert werden, so daß Einfach- und Präzisionsreflektoren mit direkter Anstrahlung, Doppelreflektorsysteme, korrigierte Reflektoren usw. einsetzbar sind, wobei z. B. die Abschirmung und andere Teile unverändert bleiben.

Bei schwierigen VersanL'.iLtiüigungcn, z. B. im Export, läßt sich die Antenne /erlegt versenden und in der Nähe des Einsat/ories zusammenbauen, so daü sich keine großen Wege mit Spezialtruiisportmitteln und hohem Iteschikligtingsrisiko ergeben

Hie Erfindung wird im folgenden anhand von 5 Figuren naher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Teile eines Abschirmgehäuses nach der Erfindung,
F i g. 2 eine schematische D?xstellung der gesamten Mt'schelantenne nach der Erfindung, und

Fig.3 eine Darstellung zur Verdeutlichung der richtigen Zusammenfügung einer zerlegbaren Reflektorschale.
Das in F i g. 1 im aufgetrennten Zustand dargestellte

ίο zerlegbare Abschirmgehäuse, welches die eine Funktionseinheit der Breitbandrichtfunkantenne in Muschelbauweise nach der Erfindung bildet besteht aus zwei etwa dreieckförmigen Seitenwänden 1 und 2, einer auf einer leiterförmigen Rückenverstrebung 3 angebrachten Rückabdeckung und einem etwa rechteckförmigen Rahmen 4 für die Halterung der Aperturabdeckung der Antenne. Getragen wird das aus den vorgenannten Teilen bestehende Abschirmgehäuse von einer Grundplatte 5. Für die Abschirmkonstruktion bestehen keine besonderen elektrischen Forderungen, so daß ohne weiteres Kunststoffmaterial, Stoffplanen oder dgl. eingesetzt werden können. Die im Rahmen 4 einzusetzende Aperturabdeckplatte besteht beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, wodurch die in das Gehäuse eingesetzte Antenne vor störenden Witterungseinflüssen geschützt wird.

Das in F i g. 2 schematisch dargestellte Präzisionsteil einer Muschelantenne nach der Erfindung besteht aus einer paraboloidförmigen Reflektorschale 6, einem

jo Primärsystem 7 mit Halterung, einer Feinjustieranordnung 8 und aus den über leichte Verstrebungen am Reflektor 6 und um das Primärsystem 7 angeordneten Absorberbauteilen 9, deren Anordnung für die Winkeldämpfung der Richtantenne von großer Bedeutung ist.

Diese Präzisionsteile sind innerhalb des Abschirmgehäuses 10 angeordnet, welches in F i g. 1 im einzelnen dargestellt und in seiner Form dem aus den Präzisionsteilen bestehenden Antennensystem ohne besondere Toleranzanforderungen angepaßt ist. Die starre Grundplatte 5, die mit der üblichen Ringkonstruktion auf einem Turm verschraubbar ist, trägt sowohl das Präzisionsteil der Antenne mit der Feinjustieranordnung 8 als auch das Abschirmgehäuse !0. Das Antennenpräzisionsteil und das Abschirmgehäuse i0 sind nur über diese Grundplatte 5 miteinander verbunden. Dabei wird die Verschraubung so angeordnet, daß sich keine Bewegungen des Gehäuses 10 auf die aus den Präzisionsteilen bestehende Einheit übertragen. Innerhalb des Abschirmgehäuses 10 erlaubt die Feinjustieranordnung 8 eine Verstellung in der Elevation Eund im Azimut A um etwa ±5°, ohne daß sich die Antennendaten verändern. Auch eine Kippwinkelfeinjustierung K ist vorgesehen.

Die in F i g. 3 dargestellte Reflektorschale besteht aus vier Teilschalen 11, 12, 13 und 14, welche mit Einrichtungen zur Verschraubung versehen sind. Die vier Teilschalen 11 bis 14 bestehen beispielsweise aus weichem Aluminiumblech mit einer Randverstärkung oder aus einem metallisierteil glasfaserverstärkten

w) Kunststoffmaterial. Die Lage der in sich genauen, mit Markierungen 15 versehenen Reflektorteilschalen It bis 14 zueinander und zum Ort des Phasenzentrums 16 des Erregers wird durch Langen- und SymmelriemessungcM (Lehren) ermittelt. Nach der gleichen Methode

h'> ist eine Koiitiolle des Reflektors am Einsatzort möglich.

Hierzu 2 Blatt /eiduum^en

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellen-Breitbandrichtfunkantenne in Muschelbauweise mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeist wird und dessen Aperturabschluß eine Aperturabdeckplatte aus strahlungsdurchlässigem Kunststoffmaterialbildet, gekennzeichnet durch eine Aufteilung in zwei getrennte Funktionseinheiten, nämlich zum einen das eigentliche, die elektrischen Antennendaten bestimmende und deswegen als Präzisionsteil ausgebildete Antennensystem (6 bis 9) sowie zum anderen ein hinsichtlich der Form dem Antennensystern angepaßtes Abschirmgehäuse (10) ohne besondere Toleranzanforderungen, und durch eine starre Grundplatte (5), welche allein zugleich das Antennensystem und dessen Abschirmgehäuse (10) trägt

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antennensystem (6 bis 9) und das Abschirmgehäuse (10) derart mit der Grundplatte (5) verschraubt sind, daß keine Gehäusebewegungen auf das Antennensystem (6 bis 9) übertragen werden.

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Präzisionsteil ausgebildete Antennensystem den schalenförmigen Reflektor (6), das Primärstrahlersystem mit Halterung (7), eine Feinjusiiervorrichtung (8), über leichte Verstrebungen am Reflektor um das Primärstrahlersystem angeordnete Absorberbauteile (9) und ggf. Blenden aufweist.

4. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Präzisionsteil ausgebildete Antennensystem (6 bis 9) mittels der Feinjustiervorrichtung (8) innerhalb des Abschirmgehäuses (10) in der Elevation und im Azimut um etwa ±5° verstellbar ist.

5. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse (10) aus zwei Seitenwänden (I₁ 2), einer Rückabdeckung und einem Rahmen (4) zur Aufnahme der Aperturabdeckplatte zusammengesetzt ist.

6. Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückabdeckung an einer Rückenverstrebung (3) befestigt ist.

7. Antenne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz von Kunststoffmaterial, Planen o. dgl. im Abschirmgehäuse vorgese- w hen ist.

8. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Reflektor (6) aus mehreren einzelnen Teilschalen (11 bis 14) zusammengesetzt ist. ¹Si

9. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Reflektor (6) aus weichem Aluminiumblech mit einer Randverstärkung besteht.

10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wi dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Reflektor (6) aus metallisiertem glasfaserverstärkten Kunsistoffmiitcriiil besteht.