DE2920757A1

DE2920757A1 - Hohlleiter oder hornstrahler mit rillenstruktur

Info

Publication number: DE2920757A1
Application number: DE19792920757
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Wolfgang Hilse; Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Löw
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1981-04-09

Description

Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur, bei dem zwischen einem glattwandigen Speisehohlleiterabschnitt auf der einen Seite und einem Rillenhohlleiter bzw. einer sich konisch erweiternden, periodischen Rillenstruktur mit einer Rillentiefe von einer Viertelwellenlänge auf der anderen Seite eine sogenannte Anpassungszone eingefügt ist.
Auf dem Gebiet dar Mikrowellenantennen finden Rillenhornstrahler wegen ihrer günstigen elektrischen Eigenschaften ein weites Anwendungsfeld. Aufgrund des Übergangs vom glattwandigen Speisehohlleiter zu den ersten Rillen der periodischen Rillenstruktur ergeben sich Jedoch wegen des Widerstandssprunges störende Reflexionen und damit gewisse Anpassungsschwierigkeiten.
Eine Verbesserung der Anpassung zwischen dem glattwandigen Speisehohlleiter und der periodischen Rillenstruktur bei Frequenzen z.B. oberhalb der in einem speisenden Rundhohlleiter ausbreitungsfähigen H11-Grenzfrequenz ist somit notwendig, zumal in diesem Frequenzbereich die Strahlungseigenschaften sehr günstige Werte aufweisen.
Die Lösung dieses Problems besteht grundsätzlich darin, daß man zwischen dem speisenden Hohlleiter und der periodischen Rillenstruktur des Hornstrahlers eine sogenannte Transformations- oder Anpassungszone einfügt.
Diese Zone besteht bei bekannten Lösungen aus einer Vielzahl von Rillen, die in ihrer Form und/oder Breite und/oder Tiefe so gestaltet sind, daß eine breitbandige Anpassung erreicht wird. Beschrieben sind solche Rillenhornstrahler mit Anpassungszone z.B. in dem Aufsatz "IEEE Transactlons on Antennas and Propagation", Vol. AP-24, Nr. 6, Nov. 1976, Seiten 786 bis 792 und tBlectronis Letters", 20. March 1975, Vol.11, Nr. 6, eiten 131 bis 133.-Für eine wirtschaftliche Lösung des Problems sind diese bekannten Methoden Jedoch nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich dieser Anpassungszone konstruktiv und hinsichtlich der Herstellung verhältnismäßig wenig Aufwand erfordernden Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur der eingangs beschriebenen Art zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß die Anpassungzone durch ein glattwandiges Hohlleiterzwischenstück gebildet wird, dessen Durchmesser größer als der des glattwandigen Speisehohleiterabschnitts und kleiner als der des Rillenhohlleiters bzw.
der kleinste Querschnitt der sich konisch erweiternden Rillenstruktur gewählt ist.
Vorteilhafte Bemessungen des Hohlleiterzwischenstücks sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Längsschnittansicht eines Rillenhornstrahlers. Dieser besteht aus einem glattwandigen Speisehohlleiterabschnitt 1, einer sich konisch erweiternden, periodischen Rillenstruktur 3 und einer dazwischen eingefügten Anpassungszone, die von einem glattwandigen Hohlleiterzwischenstück 2 gebildet wird. Ein solches Zwischenstück läßt sich in entsprechender Weise auch als Anpassungszone zwischen einen glattwandigen Hohlleiterabschnitt und einen Hohlleiterabschnitt mit Rillenstruktur einfügen.
Das Hohlleiterzwischenstück 2 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der des Speisehohlleiterabschnitts 1 und kleiner als der kleinste Durchmesser der sich konisch erweiternden periodischen Rillenstruktur 3. Durch dieses Hohlleiterzwischenstück wird die sprunghafte Feldänderung kompensiert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Speisung eines Rillenhorns mit einem glatten Hohlleiter kann durch diese einfache Maßnahme gleichzeitig auch die Feldverzerrung, die durch den Knick entsteht, kompensiert werden.
Die Dimensionierung des Hohlleiterzwischenstücks 2 hinsichtlich seines Durchmessers und seiner Länge erfolgt entsprechend den unterschiedlichen Wellenwiderständen der beiderseits angrenzenden Strukturen9 nämlich des Hohlleiterabschnitts 1 und der sich konisch erweiternden Rillenstruktur 3. Die Länge hängt dabei vom prozentualen Durchmessersprung ab. Für eine besonders vorteilhafte Dimensionierung gelten dabei folgende Bedingungene 1. Für das Verhältnis des Durchmessers d3 des Rillenhohlleiters bzw. der sich konisch erweiternden Rillenstruktur 3 zum Durchmesser d1 des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts 1 1,25 " d3/d1 # 1,60 2. für das Verhältnis des Durchmessers d2 des Zwischenstücks 2 zum Durchmesser d1 des Speisehohlleiterabschnitts 1 1,05 # d2/d1 # 1,40 3. für die Länge bzw. Tiefe t des Zwischenstücks 2 0,10 A c~ t <-0,25 A wobei A dieFreirauswellenlänge des zu übertragenden Signals ist.
Die Kompensation beeinflußt bei Hornlängen von mehr als vier Wellenlängen die Aperturbelegung des Horns nicht und kann daher ohne Berücksichtigung des Strahlungsdiagramms dimensioniert werden.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur, bei dem zwischen einem glattwandigen Speisehohlieiterabschnitt auf der einen Seite und einem Rillenhohlleiter bzw. einer sich konisch erweiternden, periodischen Rillenstruktur mit einer Rillentiefe von etwa einer Viertelwellenlänge auf der anderen Seite eine sogenannte Anpassungszone eingefügt ist, d a d ur c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Anpassungszone durch ein glattwandiges Hohlleiterzwischenstück (2) gebildet wird, dessen Durchmesser größer als der des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts (1) und kleiner als der des Rillenhohlleiters bzw. der kleinste Querschnitt der sich konisch erweiternden Rillenstruktur (3) gewählt ist.
2. Hohlleiter oder Hornstrahler nach Anspruch 1, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine solche Dimensionierung, daß das Verhältnis des Durchmessers d3 des Rillenhohlleiters bzw. der sich konisch erweiternden Rillenstruktur (3) zum Durchmesser d1 des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts (1) folgender Bedingung genügt 1,25 < Sd <- 1,60.
3. Hohlleiter oder Hornstrahler nach Anspruch 1, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine solche Dimensionierung, daß das Verhältnis des Durchmessers d2 des Zwischenstücks (2) zum Durchmesser d1 des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts (1) folgender Bedingung genügt 1,05 ~ d Xd ~ 1,40.
4. Hohlleiter oder Hornstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine solche Dimensionierung, daß die Länge (t) des Zwischenstückes (2) der Bedingung genügt 0,10 A # t # 0,25 A