DE3122016A1 - Antennensystem - Google Patents

Description

• Antennensystem
• Die Erfindung betrifft ein Antennensystem zum Rundum-Empfang elektromagnetischer Strahlung, Antennen zum Rundum-Empfang elektromagnetischer Strahlung haben ein kreissymmetrisches Empfangsdiagramm. Diese Bedingung wird z. B. erfüllt von einer einfachen monopolaren oder dipolaren Vertikalantenne. Das von einer solchen Vertikalantenne erzeugte Diagramm ist jedoch für viele Anwendungsfälle in der Elevation zu wenig gebündelt. Als einfache Empfangsantennen für Rundum-Empfang mit in der Elevation einstellbarer Bündelung und Hauptstrahlrichtung sind die Doppelkonusantennen allgemein bekannt. Wie die Vertikalantenne ist jedoch die Doppetkonusantenne nur zum Empfang der Vertikal anteile des elektrischen Feldes geeignet, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Antennensystem mit einer oder mehreren solcher Doppelkonusantennen anzugeben, welches den Empfang elektromagnetischer Strahlung mit horizontaler, vertikaler oder elliptischer Polarisation erlaubt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Antennensystem mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Eine Doppelkonusantenne des erfindungsgemäßen Antennensystems ist umgeben von mehreren Ringen, die als Streifenpolarisatoren ausgebildet sind. Streifenpolarisatoren sind an sich bekannt und als solche nicht Gegenstand des vorliegenden Schutzbegehrens. Die Polarisatoren können im vorliegenden Fall z. B. realisiert sein durch dünne Folien mit aufgedampften oder eingebetteten, leitenden Streifen. Die Ringe sind bandförmig, um die Öffnung der Doppelkonusantenne vollständig zu überdecken. Die Neigung der Streifen gegen die Achsenrichtung des Doppelkonus ist innerhalb eines Polarisators selbstverständlich konstant, da die Streifen eines Streifenpolarisators unter sich parallel sind. Von Polarisator zu Polarisator nimmt der Winkel, den die Streifenrichtung mit der Eonusachsenrichtung bildet, jedoch mit zunehmendem Ringradius schrittweise ab. Der Polarisator mit dem kleinsten Radius weist also Streifen auf, die horizontal bzw. nahezu horizontal verlaufen. Die Streifen der weiter außen liegenden Polarisatoren verlaufen mit zunehmendem Ringradius steiler, Die Streifen des äußersten Polarisators sind vorteilhafterweise 450 gegen die Vertikale geneigt. Durch die von außen nach innen schrittweise zunehmende Neigung der Streifen gegen die Vertikale wird die Polarisation der ankommenden Strahlung sukzessive in die Vertikale gedreht. Bei einer Neigung der Streifen von 450 beim äußeren Polarisator ist die Empfindlichkeit für vertikal polarisierte Strahlung gleich groß wie für horizontal polarisierte Strahlung.
• Die Ausrichtung der Polarisationsrichtung durch die aufeinanderfolgenden Polarisatoren in die Vertikale gilt selbstverständlich auch für elliptische oder zirkular polarisierte Strahlung, da diese ja bekanntlich als aus horizontal polarisierten und vertikal polarisierten Anteilen zusammengesetzt darstellbar ist. Der radiale Abstand der Polarisatoren beträgt ca #/4 der Bereichsmittenfrequenz der Antenne.
• Vorteilhafterweise sind die Streifenpolarisatoren als dünne Folien ausgebildet. Zur Verbesserung der Stabilität der Anordnung ist es günstig, den Raum zwischen den Streifenpolarisatoren mit Hartschaumkunststoff auszufüllen. Mit zunehmender Wellenlänge des Empfangsbereichs der Doppelkonusantenne nehmen.auch die Abmessungen derselben zu. Zur Reduktion des Platzbedarfs ist gemäß einer günstigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein oder mehrere der Polarisatoren innerhalb des Reflektorraums der Doppelkonusantenne anzuordnen. Gegenüber einer Anordnung aller Polarisatoren außerhalb des Reflektorraums können damit die radialen Abmessungen der Antenne um rund 40 % reduziert werden. Zur überdeckung eines sehr breiten Empfangsfrequenzbereichs sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, mehrere Doppelkonusantennen in Achsenrichtung nacheinander anzuordnen, vorzugsweise in der Reihenfolge zunehmender Frequenz des Empfangsbereichs. Die Anschlußleitungen der vom gemeinsamen Anschluß aus gesehen weiter entfernt liegenden Antennen müssen an den anderen Antennen außen vorbeigeführt werden. Die Anschlußleitungen werden dabei erfindungsgemäß so geführt, daß sie parallel zu den Streifen des äußersten Polarisators verlaufen. Dadurch wird eine Beeinflussung des Azimutdiagramms vermieden Die Erfindung ist im folgenden anhand der Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigt die FIG. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Doppelkonusantenne, FIG. 2 eine Aufsicht auf dieselbe Antenne, FIG. 3 Ausschnitte aus den verschiedenen Polarisatoren, FIG. 4 einen vertikalen Schnitt durch eine vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Antenne und FIG. 5 eine Anordnung mit mehreren Doppelkonusantennen.
• Bei der in FIG. 1 skizzierten Doppelkonusantenne begrenzen der obere Konus mit Reflektor 1 und der untere Konus mit Reflektor 2 den Reflektorraum. Durch die Winkel, welche die Reflektorkegel mit der Kosinusachse bilden, ist die Bündelung und die Hauptstrahlrichtung in der Elevation einstellbar. Bei der in der Abbildung dargestellten Antenne ist die Hauptstrahlrichtung leicht nach oben gerichtet. Der Anschluß der Antenne an den Empfänger erfolgt über die Anschlußleitung 3. Als bandförmige Ringe mit verschiedenen Radien sind die Polarisatoren 4, 5, 6 und 7 um die Antenne angeordnet. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität sind die Polarisatoren durch Körper 8 aus Hartschaumkunststoff umgeben.
• Die Verwendung von Hartschaumkunststoff gewährleistet hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht. Die Anordnung ist rotationssymmetrisch zur Konusachse, wie die Aufsicht auf die Antenne in FIG. 2 veranschaulicht.
• Die Ausschnitte aus den Polarisatoren 4, 5, 6 und 7 in FIG. 3 zeigen wie die Streifen der Polarisatoren zunehmend steiler verlaufen. Die angegebenen Werte stellen die Winkel dar, welche die Streifenrichtung mit der Horizontalen einschließt (die Konus achse verläuft vertikal).
• Die FIG. 4 zeigt eine Ausführungsform mit in den Reflektorraum eingesetzten Polarisatoren 4, 5 und 6. Die Polarisatoren sind wieder von Körpern aus Hartschaumkunststoff umgeben. Durch die Anordnung der Polarisatoren im Reflektorraum kann der Platzbedarf der Antenne in radialer Richtung erheblich reduziert werden. Bei dem Antennensystem in FIG. 5 sind mehrere Doppelkonusantennen für verschiedene Frequenzbereiche übereinander angeordnet. Die Speiseleitung für die oberen Antennen ist an den unteren Antennen so vorbeigeführt, daß die Anschlußleitung parallel zu den Streifen der äußeren Polarisatoren verläuft.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Antennensystem mit einer oder mehreren Doppelkonusantennen zum Rundum-Empfang elektromagnetischer Strahlung, gekennzeichnet durch mehrere als bandförmige Ringe mit unterschiedlichen Radien ausgeführte Streifenpolarisatoren (4, 5, 6, 7), die konzentrisch zur Konusachse angeordnet sind und deren Streifenneigung gegen die Achsenrichtung mit zunehmendem Ringradius schrittweise abnimmt.

   20 Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen des äußeren Polarisators eine Neigung von 45° gegen die Richtung der Konusachse aufweisen.

   3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenpolarisatoren als dünne Folien ausgebildet sind.

   4. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Streifenpolarisatoren mit Hartschaumkunststoff (8) ausgefüllt ist.

   5. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Polarisatoren innerhalb des Reflektorraums der Doppelkonusantenne angeordnet sind.

   6. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren in Konusachsenrichtung nacheinander angeordneten Antennen die Anschlußleitungen (3) außen an den Antennen so geführt sind, daß sie parallel zu den Streifen des äußeren Polarisators verlaufen.