DE2937305A1

DE2937305A1 - Richtfunkantenne nach dem cassegrain-prinzip

Info

Publication number: DE2937305A1
Application number: DE19792937305
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Löw
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1981-03-19

Description

Richtfunkantenne nach dem Casserain-Prinzit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtfunkantenne, bestehend aus einem auptreflektor, einem Subrefletor (wangrefleXtor) und einem in den Scheitelbereich des Hauptreflektors eingesetzten Hornstrahler (Cassegrain-bzw. Gregory-Prinzip).
Eine solche Antenne ist durch die DE-OS 27 15 796 bekannt.
Dabei ist der Subreflektor in einem glockenförmigen Radom im Bereich dessen Öffnung gehalten. Im Scheitelbereich des Radoms ist das Strahlerhorn unter Bildung einer baulichen Einheit mit dem Subreflektor eingesetzt.
An derartige Richtfunkantennen werden hohe Anforderungen bezüglich Reflexion, Gewinn und Nebenzipfeldämpfung gestellt. Die Anordnung des Subreflektors vor der Apertur des Erregers bei solchen Antennen bringt es mit sich, daß die Reflexion des Systems erhöht und durch Abschattung der leistungsintensiven Zone in der Nähe des Spiegelscheitels der Antennengewinn vermindert wird.
Zur Verringerung der Reflexion von Cassegrain-Antennen ist es aus der Zeitschrift "Transactions IEEE", Vol. AP-15, November 1967, Seiten 727 bis 735 bekannt, den Subreflektor in Scheitelnähe kegelförmig zu verformen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Richtfunkantenne der eingangs beschriebenen Art eine Lösung anzugeben, durch die die Werte für Reflexion, Gewinn und Nebenzipfeldämpfung weiter verbessert werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß vor detnScheitel des Subreflektors ein längs der Subreflektorachse verschiebbarer Kegel angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 als Teildarstellung einer Cassegrain-Antenne den Subreflektor mit dem axial verschiebbaren Kegel und Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Cassegrain-Antenne und darüber eine graphische Darstellung des Verlaufs der relativen Aperturbelegung bei einer Antenne ohne und mit einem Kegel.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Richtfunkantenne nach dem Cassegrain-Prinzip sind der Ubersichtlichkeitwegen Hauptreflektor und Hornstrahler weggelassen und lediglich der Subreflektor in einer geschnittenen Teildarstellung gezeigt. Dabei ist vor den Scheitel des Subreflektors 3, der Hyperboloidform, Paraboloidform, Ellipsiodform oder eine errechnete Kurvenform aufweisen kann, ein axial verschiebbarer Kegel 4 gesetzt, durch den die Wechselwirkung zwischen dem Subreflektor 3 und seiner Scheitelzone abgleichbar ist. Der Kegel 4 ist mit einer Gewindestange 5 versehen, die in einer in der Achse des Subreflektors 3 verlaufenden Gewindebohrung 6 geführt ist.
Der Kegel 4, der aus Metall oder Kunststoff mit metallisierter Oberfläche besteht, weist einen Durchmesser d und eine unter dem Winkel a verlaufende Schräge auf. Der Abstand zwischen der Kegelbasis und dem Subreflektor 3 ist mit a bezeichnet. Für die Dimensionierung werden vorteilhafterweise folgende Werte gewählt: Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser d des Kegels und dem Durchmesser D des Subreflektors 3 ist 0,07 -< - 0,20.
Der Abstand a zwischen der Kegelbasis und dem Subreflektor 3 beträgt, zu der der Betriebsfrequenz entsprechenden Wellenlänge ins Verhältnis gesetzt X < 0,25.
Mit dem Kegel wird, bei optimal dimensioniertem Basiswinkel a und Durchmesser d und bei Abgleich in seinem Abstand a zum Subreflektor 3, der Rückfluß der Energie in den Hornstrahler vermindert und damit die Reflexion der Antenne verbessert sowie eine Änderung der Aperturbelegung des Hauptreflektors bewirkt (vgl. Fig. 2). Er verschiebt nämlich das Maximum der Belegungsfunktion von der Antennenachse weg, ohne dabei die Uberstrahlungdes Subreflektors zu verstärken oder die Randbelegung des Hauptreflektors zu ändern. Dadurch wird der Antennengewinn erhöht und die Nebenzipfeldämpfung verbessert.
Durch die abstimmbare kegelförmige Spitze des Subreflektors 3 ist gleichzeitig auch das Abgleichen von Umfeldeinflüssen, wie z.B. die Halterung des Subreflektors, sowie das Auffangen von Herstellungstoleranzen möglich.
In Fig. 2 ist in einer Teildarstellung die Richtfunkantenne mit dem Hauptreflektor 1, dem Hornstrahler 2 und dem Subreflektor 3 dargestellt, vor dem der längs der Subreflektorachse verschiebbare Kegel 4 angeordnet ist.
Die Hauptstrahlrichtung der Antenneverläuft in der Zeichenebene nach unten. Oberhalb der Antenne ist in zwei graphischen Darstellungen der Verlauf der relativen Aperturbelegung A des Hauptreflektors 1 als Funktion des Radius R des Hauptreflektors dargestellt, und zwar im oberen Diagramm fUr eine Antenne ohne Kegel und im unteren Diagramm für eine Antenne mit Kegel. Ein Vergleich beider Diagramme zeigt, daß durch die Wirkung des Kegels das Maximum der Belegungsfunktion von der Antennenachse weg verschoben ist. Der Ubersichtlichkeit wegen wurde der Verlauf der relativen Aperturbelegung lediglich für eine Seite der dargestellten Zeichenebene aufgetragen.
9 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Richtfunkantenne, bestehend aus einem Hauptreflektor, einem Subreflektor (Fangreflektor) und einem in den Scheitelbereich des Hauptreflektors eingesetzten Hornstrahler (Cassegrain- bzw. Gregory-Prinzip), d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vor dem Scheitel des Subreflektors (3) ein längs der Subreflektorachse verschiebbarer Kegel (4) angeordnet ist.
2. Richtfunkantenne nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kegel (4) mit einer Gewindestange (5) versehen ist, die in einer Gewindebohrung (6) des Subreflektors (3) geführt ist.
3. Richtfunkantenne nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z ei c h n e t , daß der Kegel (4) aus Metall oder Kunststoff mit metallisierter Oberfläche besteht.
4. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das verhältnis des Durchmessers (d) des Kegels (4) zu dem des Subrefiektors (3) 0,07 -< d/D i 0,2 gewählt ist.
5. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstand a zwischen der Kegelbasis und dem Subreflektor (3), bezogen auf die Wellenlänge a/k -< 0,25 gewählt ist, wobei X die der Betriebsfrequenz entsprechende Wellenlänge ist.
6. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Subreflektor (3) Hyperboloidform aufweist.
7. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Subreflektor (3) Paraboloidform aufweist.
8. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Subreflektor (3) Ellipsoidform aufweist.
9. Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Subreflektor (3) eine errechnete Kurvenform zur Optimierung der elektrischen Eigenschaften aufweist.