DE3011195A1 - Mikrowellen-antenne - Google Patents

Description

• Mikrowellen-Antenne
• Die Erfindung betrifft eine Mikrowellen-Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit anderen Worten eine rundstrahlende, in vertikaler Richtung bündelnde Mikrowellen-Antenne für Frequenzen ab 10 GHz aufwärts. Sie ist vorzugsweise als Sende- und Empfangsantenne für Kommunikationssysteme verwendbar. Herkömmliche Mikrowellen-Antennen, die für diese Zwecke bei tieferen Frequenzen eingesetzt werden, benutzen als Speisevorrichtung meistens koaxiale Leitungen, die nach einer Aufweitung des Innen- und des Außenleiters in einen bikonischen Hornstrahler übergehen. Man findet auch Speisevorrichtungen, bei denen die speisende Leitung aus einem Rundhohlleiter besteht, der in einem zirkularsymmetrischen Mode (H01, E01) betrieben wird, so daß Rundstrahlcharakteristik erzwugt wird.
• Diese Speiseanordnungen sind ab Frequenzen von etwa 20 GHz aufwärts aus mechanischen Gründen nur schwer zu realisieren, da einerseits Übergänge von Rechteckhohlleiter auf Koaxleitung im allgemeinen wegen der kleinen Abmessungen verlustbehaftet sind, andererseits Übergänge von H1O-Rechteckhohlleiter auf H01- oder EOl-Rundhohlleiter bei diesen Frequenzen prinzipiell wegen anderer Moden schwierig zu realisieren sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikrowellen-Antenne der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist. Die Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
• Die erfindungsgemäße Antenne verwendet statt der symmetrischen Moden (Koax, H01, E01) den Grundmode im Rundhohlleiter (H11), dessen Polarisation, die im allgemeinen linear ist, in eine zirkulare Polarisation umgewandelt wird. Die Übergangsanordnung von Rechteckhohlleiter auf im H11-Mode betriebenen Rundhohlleiter sowie der sich anschließende Polarisationswandler sind vergleichsweise einfach zu realisieren und zeichnen sich durch geringe Verluste aus. Durch die zirkulare Polarisation der H11-Welle wird betragsmäßig eine gleichmäßige Rundstrahlcharakteristik erreicht.
• Die Bündelung in vertikaler Richtung läßt sich in bekannter Weise durch eine geeignete Dimensionierung der Aperturfläche der bikonischen Hornstrahler an vorgegebene Anforderungen anpassen. Hierbei ist es bei starker Bündelung zweckmäßig, mehrere dieser Hornstrahler übereinander zu setzen. Die Speisung erfolgt durch den zentral angeordneten Rundhohlleiter.
• Die Figur zeigt den Querschnitt durch eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Antenne. Einem Rechteckhohlleiter 1 schließt sich ein Modenwandler 2 als Übergang von H10-Rechteck- auf H11-Rundhohlleiter an, dem der Polarisationswandler 3 von H11-lineare auf H1l-zirkulare Polarisation folgt. Im Sendefall (analoges gilt für den Empfangsfall) wird die zirkular polarisierte H11-Welle über ein Rundhohlleiter-Stück 4 in die bikonischen Hornstrahler 5 eingespeist und abgestrahlt. Zum Zwecke der Anpassung oder der besseren mechanischen Festigkeit kann die Anordnung oberhalb des Polarisationswandlers mit einem geeigneten Dielektrikum 7 angefüllt werden, dessen Aperturoberfläche zur Verringerung von Nebenzipfeln als Linse ausgebildet werden kann.
• Das Dielektrikum weist im Rundhohlleiter 4 in Richtung auf den Polarisationswandler 3 eine Verjüngung 8 auf. Der Rundhohlleiter ist am Ende mit einer Kurzschlußplatte 6 abgeschlossen.

Claims (3)

1. Patentansprüche Mikrowellen-Antenne, insbesondere für den Millimeterwellenbereich, mit Speisevorrichtung, mit Rundstrahlcharakteristik und gleichzeitiger Bündelung in der Elevationsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß einem Rechteckhohlleiter (1) ein Modenwandler (2) als Übergang auf im H11-Mode betriebenen Rundhohlleiter und ein Polarisationswandler (3) von H11-lineare auf H11-zirkulare Polarisation folgen, daß ein sich anschließender Rundhohlleiter (4) entlang dem Umfang einen oder mehrere ringförmige Schlitze trägt, daß sich an jeden dieser Schlitze ein zirkularsymmetrischer, sich in radialer Richtung aufweitender (bikonischer) Hornstrahler (5) anschließt, und daß der Rundhohlleiter (4) am dem Polarisationswandler (3) abgewandten Ende mit einer Kurzschlußplatte (6) versehen ist.
2. 2. Mikrowellen-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bikonischen Hornstrahler (5) sowie der Rundhohlleiter (4) mit einem Dielektrikum (7) ausgefüllt ist, das sich in Richtung des Polarisationswandlers (3) verjüngt (8).
3. 3. Mikrowellen-Antenne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (7) im Bereich der Hornapertur als Linse ausgeführt ist.