DE3144319A1 - "HORN RADIATOR" - Google Patents

"HORN RADIATOR"

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DE3144319A1
DE3144319A1 DE19813144319 DE3144319A DE3144319A1 DE 3144319 A1 DE3144319 A1 DE 3144319A1 DE 19813144319 DE19813144319 DE 19813144319 DE 3144319 A DE3144319 A DE 3144319A DE 3144319 A1 DE3144319 A1 DE 3144319A1
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Eberhard Dr.-Ing. 6112 Groß-Zimmern Kühn
Hans Dipl.-Ing. 6109 Mühltal Scheffer
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02Waveguide horns
    • H01Q13/0208Corrugated horns

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Description

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Die Erfindung betrifft einen Hornstrahler, bei dem die sich trichterförmig erweiternde Innenwand des Horns mit Rillen versehen ist.The invention relates to a horn antenna in which the funnel-shaped widening inner wall of the horn is provided with grooves.

Im Mikrowellenbereich finden derartige Rillenhörner wegen ihrer günstigen Eigenschaften häufig Anwendung» Sie weisen bei geeigneter Dimensionierung in einem breiten Frequenzband eine gute Anpassung des Speisehohlleiters sowie Richtcharakteristiken mit hoher Axialsymmetrie und geringer Kreuzpolarisation auf. Zur Erreichung dieser Eigenschaften müssen die Rillenabmessungen, vornehmlich deren Tiefe, genau bemessen werden. So ist z.B. bekannt (IEEE Transactions Vol. AP-26, No. 2, March 1978, S. 367 bis 372), daß die Rillentiefe zwischen der Apertur (Rillentiefe Z ein Viertel der Wellenlänge) und dem Hals des Horns (Rillentiefe £ eine halbe Wellenlänge) kontinuierlich verändert werden sollte. Aus der Literatur sind drei verschiedene Möglichkeiten bekannt, die Rillen in der Trichterwand anzubringen.Grooved horns of this type are often used in the microwave range because of their favorable properties. If dimensioned appropriately, they have good adaptation of the feed waveguide in a broad frequency band and directional characteristics with high axial symmetry and low cross-polarization. To achieve these properties, the groove dimensions, especially their depth, must be measured precisely. For example, it is known (IEEE Transactions Vol. AP-26, No. 2, March 1978, pp. 367 to 372) that the groove depth between the aperture (groove depth Z one quarter of the wavelength) and the neck of the horn (groove depth £ one half a wavelength) should be changed continuously. Three different ways of making the grooves in the funnel wall are known from the literature.

Diese drei bekannten Ausführungsformen nach verschiedenen Fundstellen sind zur besseren Übersicht in einer einzigen und demzufolge fiktiven Fig. 1 zusammengefaßt. Die Anordnung der Rillen senkrecht zur Trichterwand (nach in Fig. 1) ist für alle Trichteröffnungswinkel <* geeignet (DE-OS 28 36 869). Die Anbringung senkrecht zur Strahlerachse (nach 2 in Fig. 1) ist für kleine Öffnungswinkel<A vorzuziehen (DE-OS 26 50 388, DE-OS 29 30 932, DE-OS 25 09 619, DE-AS 26 23 755, DE-AS 25 25 358)„ Die Anbringung parallel zur Strahlerachse (nach 3 in Fig. 1) ist hingegen für große Öffnungswinkel öl vorzuziehen (NTG-Fachberichte Antennen, Band 57, Seite 84, Bild 5).These three known embodiments according to different references are for a better overview in a single one and consequently fictitious Fig. 1 summarized. The arrangement of the grooves perpendicular to the funnel wall (according to FIG. 1) is suitable for all funnel opening angles <* (DE-OS 28 36 869). The attachment perpendicular to the emitter axis (according to 2 in Fig. 1) is for small opening angles <A preferable (DE-OS 26 50 388, DE-OS 29 30 932, DE-OS 25 09 619, DE-AS 26 23 755, DE-AS 25 25 358) “The attachment in parallel to the radiator axis (according to 3 in Fig. 1), however, is for large Oil opening angle is preferable (NTG technical reports antennas, Volume 57, page 84, Fig. 5).

In sehr schlanken Hörnern (fll-»0) entspricht die Rillenkonfiguration nach 1 derjenigen nach 2 in Fig. 1, in weit geöffneten Hörnern (<9&—·φΡή) derjenigen nach 3. Bei Rillenhörnern, die so kompakte Abmessungen haben, daß sie ausIn very slender horns (FLL »0) the groove configuration of one 1 corresponds to that in Figure 2, in wide open horns (<9 & - · φΡή). To that of the third deep groove horns that have so compact dimensions that they made

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einem einzigen Metallblock durch Drehen hergestellt werden können, muß bei Verwendung von Rillenanordnung 1 oder 5 zunächst die (kegel-, glocken- oder flaschenhalsförmige) Trichterkontur erzeugt werden und erst danach können die Rillen eingestochen werden.a single block of metal can be made by turning, must when using groove arrangement 1 or 5 first the (cone, bell or bottle neck shaped) Funnel contour can be generated and only then can the grooves be pierced.

Bei Verwendung der Rillenkonfiguration 2 wird mitunter auf die vorherige Erzeugung der Trichterkontur verzichtet, indem die schmalen Stege zwischen den Rillen nicht trichterförmig, sondern als Kreiszylinderstücke mit entsprechend der Trichterkontur verändertem Radius ausgebildet werden. Nachteilig ist hingegen bei dieser Rillenanordnung, daß die Ausdrehung der Rillen in unmittelbarer Nähe des Hornhalses dadurch erschwert ist, daß die Rillentiefe an dieser Stelle des Horns nur unwesentlich kleiner ist als der Radius des Speisehohlleiters.When using groove configuration 2, the previous generation of the funnel contour is sometimes omitted. in that the narrow webs between the grooves are not funnel-shaped, but rather as circular cylinder pieces with corresponding the funnel contour can be formed with a modified radius. However, the disadvantage of this groove arrangement is that the Excavation of the grooves in the immediate vicinity of the horn neck is made more difficult by the fact that the groove depth at this point of the horn is only slightly smaller than the radius of the Feeder waveguide.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rillenhorn auszuzeigen, bei dessen Herstellung die vorab aufgeführten Schwierigkeiten auf einfache Weise umgangen werden.The invention is based on the object of showing a grooved horn, during the manufacture of which the aforementioned Difficulties are easily circumvented.

Diese Aufgabe wird bei einem Hornstrahler, bei dem die sich trichterförmig erweiternde Innenwand des Horns mit parallel zur Strahlerachse eingeschnittenen Rillen versehen ist, gemäß der Erfindung dadurch.gelöst, daß die Stirnflächen der zwischen den Rillen verbleibenden Trennwände jeweils senkrecht zur Strahlerachse verlaufen und daß die Trichterkontur durch den axialen Abstand dieser Stirnflächen voneinander bestimmt ist (Fig.2),This task is performed with a horn radiator in which the funnel-shaped widening inner wall of the horn is parallel to the radiator axis incised grooves is provided, according to the invention dadurch.gelöst that the end faces the partition walls remaining between the grooves each run perpendicular to the radiator axis and that the funnel contour is determined by the axial distance between these end faces (Fig. 2),

Neben der leichteren Herstellbarkeit weisen die erfindungsgemäß ausgebildeten Rillenhornstrahler noch folgende Vorteile auf:In addition to being easier to manufacture, the grooved horn radiators designed according to the invention also have the following advantages on:

(1) Durch die Konfiguration des Strahlers bedingt lassen sich nach der Herstellung alle geometrischen Abmessungen sowie die Oberflächenbeschaffenheit von Rillen und(1) Leave to be due to the configuration of the radiator all geometric dimensions and the surface properties of grooves and

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Zwischenwänden besonders einfach kontrollieren.It is particularly easy to check partition walls.

(2) Durch die Ausgestaltung der Innenwand des Hornstrahlers ist es ohne Komplizierung des Herstellungsprozesses möglich, nicht nur kegelförmige, sondern auch bekannte speziell gekrümmte Trichterkonturen mit Flaschenhals-(z.B. DB-AS 26 23 755) oder Glockenform zu erzeugen. Von dieser Möglichkeit muß man Gebrauch machen, wenn mit einem Rillenhornstrahler großen Öffnungswinkels und kurzer Baulänge niedrige Kreuzpolarisation erreicht werden soll.(2) The design of the inner wall of the horn does not complicate the manufacturing process possible, not only conical, but also well-known specially curved funnel contours with bottle neck (e.g. DB-AS 26 23 755) or a bell shape. You have to make use of this option when using a grooved horn radiator with a large opening angle and short overall length, low cross-polarization is to be achieved.

(3) Zur Verbesserung der Anpassung des Hornstrahlers können einzeln wie auch kombiniert alle bekannten Maßnahmen zur Bemessung wie Formgebung der Übergangszone am Trichterhals und der dem Trichterhals benachbarten Rillen verwendet werden, z.B.(3) To improve the adaptation of the horn antenna you can individually as well as combined all known measures for dimensioning such as shaping the transition zone on the funnel neck and the grooves adjacent to the funnel neck, e.g.

- eine Anpassungszone zwischen dem Speisehohlleiter und- an adaptation zone between the feed waveguide and

der ersten Rille in Form eines glattwandigen Hohlleiter-Zwischenstückes mit einem Durchmesser, der größer ist als der des Speisehohlleiters, aber kleiner als der kleinste Durchmesser der sich trichterförmig erweiternden Rillenstruktur (DE-OS 29 20 757),the first groove in the form of a smooth-walled waveguide intermediate piece with a diameter larger than that of the feeder waveguide but smaller than that smallest diameter of the funnel-shaped widening groove structure (DE-OS 29 20 757),

- tiefere (auch schmalere und enger beieinander liegende) Rillen als im übrigen Teil des Horns (IEEE Transactions, Vol. AP-26, Nr. 2, March 1978, S. 367 bis 372),- deeper (also narrower and closer together) grooves than in the rest of the horn (IEEE Transactions, Vol.AP-26, No. 2, March 1978, pp. 367 to 372),

- hinterdrehte Rillen (IEEE Transactions, Vol. AP-24, Wo. 6, November 1976, S8 786 bis 792; DE-OS 28 36 869),- undercut grooves (IEEE Transactions, Vol.AP-24, Wo. 6, November 1976, pp. 8 786 to 792; DE-OS 28 36 869),

- flaschenhalsförmige Konturierung der Enden der Rillenzwischenwände (DE-AS 26 23 755; DE-OS 26 50 388).- Bottle neck-shaped contouring of the ends of the groove partitions (DE-AS 26 23 755; DE-OS 26 50 388).

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(4) Uur infolge der einfachen Geometrie der erfindungsgemäß aufgebauten Rillenhörner sind deren genaue numerische Berechnung und Optimierung der Strahlungseigenschaften des Horns unter Berücksichtigung 5(4) Uur due to the simple geometry of the invention Grooved horns built up are their precise numerical calculation and optimization of the radiation properties of the horn taking into account 5

- der Reflexion und Wellentypwandlung am Trichterhals und in der Apertur,- the reflection and wave type conversion at the funnel neck and in the aperture,

- sowie einer dielektrischen Abdeckplatte als Wetterschutz - as well as a dielectric cover plate as weather protection

möglich. Auf eben diese Weise läßt sich auch eine Toleranzanalyse durchführen.possible. A tolerance analysis can also be carried out in this same way.

(5) Aufgrund des Aufbaus des Hornstrahlers sind neben der Herstellung durch Drehen auch andere bekannte Technologien anwendbar, wie z.B.(5) Due to the structure of the horn antenna, in addition to the Manufacturing by turning, other known technologies can also be used, e.g.

- Galvanoplastik (ohne Verlust des Kernes!), 20- Electroplating ( without losing the core!), 20

- Druckguß,- Diecast,

- Kaltverformung ('cold hobbing1, Proc. 1975 IEEE-MTT-S Intern. Microwave Symp., S. 232 bis 234),- Cold deformation ('cold hobbing 1 , Proc. 1975 IEEE-MTT-S Intern. Microwave Symp., Pp. 232 to 234),

die sich für die Herstellung besonders präziser Strahler (bei Millimeterwellen) bzw. für größere Stückzahlen (im Richtfunk und für kleine Bodenstationen mit Primärfokuserregung) eignen.
30
which are suitable for the production of particularly precise emitters (with millimeter waves) or for larger quantities (in directional radio and for small ground stations with primary focus excitation).
30th

Die Erfindung wird anhand von Fig. 2 bis 9 näher beschrieben. Es zeigenThe invention is described in more detail with reference to FIGS. Show it

Fig. 1 die bereits behandelte Darstellung der Ausführungsformen nach dem Stand der Technik1 shows the representation of the embodiments according to the prior art, which has already been dealt with

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Fig. 2 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäß ausgebildeten Rillenhornstrahler (im Längsschnitt),2 shows the schematic structure of the one designed according to the invention Grooved horn radiator (in longitudinal section),

Fig. 3 als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Rillenhornstrahler mit speziell geformter TrichterFig. 3, as a first embodiment of the invention, a grooved horn radiator with a specially shaped funnel

kontur,contour,

Pig. 4 die Richtdiagramme (Hauptpolarisation (CP) in der E- und Η-Ebene, Kreuzpolarisation (XP) in der 45°-Ebene) des Strahlers nach Fig. 3 für 10 GHz,Pig. 4 the directional diagrams (main polarization (CP) in the E and Η plane, cross polarization (XP) in the 45 ° plane) of the radiator according to Fig. 3 for 10 GHz,

Pig. 5 den Frequenzgang der Reflexionsdämpfung für den Strahler nach Fig. 3,Pig. 5 the frequency response of the reflection attenuation for the radiator according to FIG. 3,

3-dB,
Fig. 6 den Frequenzgang derV5-dB, 10-dB, 15-dB und
3-dB,
Fig. 6 shows the frequency response of the V5-dB, 10-dB, 15-dB and

20-dB-Breiten der Richtdiagramme der Hauptpolarisation in der E- und Η-Ebene für den Strahler nach Fig. 3,20 dB widths of the directional patterns of the main polarization in the E and Η plane for the radiator according to Fig. 3,

Fig. 7 den Frequenzgang der maximalen Kreuzpolarisation (ΧΣ'ηιοτ) in der 45°-Ebene für den Strahler nach Fig. 3,7 shows the frequency response of the maximum cross polarization (ΧΣ'ηιοτ) in the 45 ° plane for the radiator according to FIG. 3,

Pig. 8 als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Rillenhornstrahler mit gegenüber Fig. 3 größerem HohlleiterdurchmesserPig. 8 as a second embodiment of the invention Grooved horn radiator with a larger waveguide diameter compared to FIG. 3

Fig. 9 die Richtdiagramme (Hauptpolarisation (CP) in derFIG. 9 shows the directional diagrams (main polarization (CP) in FIG

E- und Η-Ebene, Kreuzpolarisation (XP) in der 45°-Ebene) des Strahlers nach Fig. 8 für 10 GHz.E and Η planes, cross polarization (XP) in the 45 ° plane) of the radiator according to FIG. 8 for 10 GHz.

In Fig. 2 ist schematisch ein Längsschnitt durch einen Rillenhornstrahler gemäß der Erfindung dargestellt. Die Innenwand des Horns wird durch eine größere Zahl η koaxial angeordneter Rillen gebildet, deren Trennwände in Stirnflächen enden, die senkrecht zur Strahlerlängsachse verlaufen. In Fig. 2, a longitudinal section through a grooved horn radiator according to the invention is shown schematically. the The inner wall of the horn is formed by a larger number η of coaxially arranged grooves, the partitions of which are in end faces ends that are perpendicular to the longitudinal axis of the radiator.

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In der grundsätzlichen Darstellung der Pig. 2 ist you einer konstanten Tiefe und Weite der Rillen und einer konstanten Stärke der Trennwände ausgegangen. Der axiale Abstand der Stirnflächen voneinander ist ebenfalls konstant. Demzufolge ist die Trichterkontur kegelförmig. In den später gezeigten Ausführungsformen sind diese Abmessungen jedoch nicht notwendigerweise konstant.In the basic representation of the Pig. 2 you are a constant depth and width of the grooves and a constant Thickness of the partitions assumed. The axial distance between the end faces is also constant. As a result the funnel contour is conical. In those shown later Embodiments, however, these dimensions are not necessarily constant.

Zur eindeutigen Festlegung der für die weiteren Ausführungsformen (Fig. 3 und 8) in Tabellenform angegebenen Abmessungen ist in Pig. 2 jede der η Rillen, vom Speisehohlleiter mit dem Innenradius ai beginnend, mit einer Ordnungszahl 1 bis η belegt; a.j ist demzufolge der innere Radius der ersten Rille, aJ' deren äußerer Radius. Entsprechendes gilt für die Radien der äußersten Rille an bzw. an f. a& ist der äußerste Radius des Rillenhorns. Die Tiefe der Rillen ist mit t^ bis t bezeichnet, die Stirnflächen haben voneinander jeweils einen axialen Abstand 1„ bis 1 .In order to clearly define the dimensions given in table form for the other embodiments (FIGS. 3 and 8), Pig. 2 each of the η grooves, starting from the feed waveguide with the inner radius a i , assigned an ordinal number 1 to η; aj is therefore the inner radius of the first groove, aJ 'its outer radius. The same applies to the radii of the outermost groove a n and a n f . a & is the outermost radius of the grooved horn. The depth of the grooves is denoted by t 1 to t, the end faces are each axially spaced 1 ″ to 1 from one another.

ει ηει η

Der axiale Abstand dieser Stirnflächen bestimmt die Trichterkontur, deren Verlauf keiner prinzipiellen Einschränkung unterliegt. Technisch interessante Ausführungsformen sind durch die Einhaltung der Bedingung 1^i O9 k s 1,2, ... η gekennzeichnet. Für derartige Rillenhörner ist ein Analyseverfahren zur Simulation der elektrischen Eigenschaften (Strahlungsverhalten, Anpassung des Speisehohlleiters) entwickelt worden, mit dem sich diese Strahler unter Berücksichtigung einer in Pig. 2 unten angedeuteten dielektrischen Abdeckplatte - ausgehend von bekannten Entwurfspraktiken - in einem Iterationsprozeß dimensionieren lassen. Diese Torgehensweise ist dem herkömmlichen Entwurf auf empirischer Basis in bezug auf den Zeitaufwand deutlich überlegen. Anhand zweier AuBführungsbeispiele, in denen Strahler für einen Einsatz im X-Band bemessen wurden, soll die Brauchbarkeit der erfindungsgemäß ausgebildeten Rillenhörner unter Beweis gestellt werden.The axial distance between these end faces determines the funnel contour, the course of which is not subject to any fundamental restriction. Technically interesting embodiments are characterized by compliance with the condition 1 ^ i O 9 ks 1,2, ... η. An analysis method for simulating the electrical properties (radiation behavior, adaptation of the feed waveguide) has been developed for such grooved horns. 2 below indicated dielectric cover plate - based on known design practices - can be dimensioned in an iteration process. This gate approach is clearly superior to conventional empirical design in terms of time. The usefulness of the grooved horns designed according to the invention is to be demonstrated on the basis of two exemplary embodiments in which radiators were dimensioned for use in the X-band.

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1010

Pig. 3 zeigt den maßstäblichen Längsschnitt eines Rillenhorns mit kleiner Apertur (Durchmesser 79 mm = 2,63λ "bei 10 GHz) und kurzer Baulänge (ξ«^ = 21 mm £ 0,7* bei 10 GHz),Pig. 3 shows the true-to-scale longitudinal section of a grooved horn with a small aperture (diameter 79 mm = 2.63λ "at 10 GHz) and short overall length (ξ «^ = 21 mm £ 0.7 * at 10 GHz),

das für geringe Kreuzpolarisation bemessen wurde. Hierzu ist es bei derart kompakten Hörnern nötig, die Trichterkontur zu profilieren. Erreicht wird dies durch die aus der folgenden Tabelle zu entnehmende Bemessung(Abmessungen in mm). In der ersten Spalte der Tabelle steht die in Pig. 2 erläuterte Ordnungszahl der Rille, danach folgen jeweils die inneren und äußeren Rillenradien, die Tiefender Rillen und der axiale Abstände der Stirnflächen voneinander. Ausgegangen wird von einer Rillenzahl von η = 8, einem Speisehohlleiterradius aA von 11,5 mm und einem äußeren Radius des Rillen-which was dimensioned for low cross polarization. For this purpose, it is necessary with such compact horns to profile the funnel contour. This is achieved using the dimensions shown in the following table (dimensions in mm). The first column of the table is Pig. 2 explained ordinal number of the groove, followed by the inner and outer groove radii, the depths of the grooves and the axial spacing of the end faces from one another. It is assumed that the number of grooves is η = 8, the feed waveguide radius a A of 11.5 mm and the outer radius of the groove

horns von a.horns of a.

41 mm.41 mm.

kk *k* k 15,015.0 \\ Xk X k 11 12,012.0 18,518.5 1111 22 22 15,515.5 22,022.0 88th 22 33 19,019.0 25,525.5 7,57.5 33 44th 22,522.5 29,029.0 7,57.5 44th VJlVJl 26,026.0 32,532.5 7,57.5 44th 66th 29,529.5 36,036.0 7,57.5 33 77th 33,033.0 39,539.5 7,57.5 22 88th 36,536.5 7,57.5 11

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In Pig. 4 sind die Strahlungseigenschaften dieses Horns für die Entvrurfsfrequenz von 10 GHz dargestellt; sie zeichnen sich durch eine gute Rotationssymmetrie der Richtcharakteristik für die Hauptpolarisation sowie durch hohe Polarisationsreinheit aus. Die Frequenzgänge der Reflexions«- dämpfung, der Keulenbreiten und der maximalen Fehlpolariisation sind in Fig. 5 bis 7 wiedergegeben. Die Eingangsreflexion des Strahlers (Fig. 5) wurde durch Verwendung tieferer Rillen am Hornhals optimiert; sie ist im wgsejitliehen durch das Verhältnis a ./λ bestimmt. Für Anwendungen, bei denen eine bessere Anpassung erforderlich ist, wirä man einen größeren Hohlleiterdurchmesser vorsehen (siehe zweites Ausführungsbeispiel in Fig. 8).In Pig. 4 shows the radiation properties of this horn for the design frequency of 10 GHz; she are characterized by a good rotational symmetry of the directional characteristic for the main polarization as well as by high Polarization purity off. The frequency responses of the reflection «- Attenuation, the beam widths and the maximum false polarization are shown in FIGS. 5 to 7. The input reflection of the radiator (Fig. 5) was determined by using optimized deeper grooves on the horn neck; she is in the wgsejitliehen determined by the ratio a ./λ. For applications where better customization is needed, let's see Provide a larger waveguide diameter (see second embodiment in Fig. 8).

Die Richtdiagramme zeigen,. daß der Strähler breitbandig einsetzbar ist. Die Form der Hauptkeule (Fig. 6) ist bis zum 15-dB-Punkt (typischer Wert für den Randabfall bei der Ausleuchtung eines primärfokus-gespeisten Parabolspiegels) in der H- und Ε-Ebene nahezu gleich und kaum frequenzabhängig.The directional diagrams show. that the Strähler broadband can be used is. The shape of the main lobe (Fig. 6) is up to the 15 dB point (typical value for the edge drop during illumination of a primary focus-fed parabolic mirror) in the H and Ε planes almost the same and hardly dependent on frequency.

Zwischen 9 und 11 GHz ist die maximale Kreuzpolarisation in der 45°-Ebene (Fig. 7) deutlich besser als - 4-0 dB. Werte der Kreuzpolarisation um - 45 dB und darunter liegen an der Grenze des Auflösungsvermögens des verwendeten Meßplatzes, wobei dann die Beiträge durchBetween 9 and 11 GHz, the maximum cross-polarization in the 45 ° plane (Fig. 7) is significantly better than -4-0 dB. Values of Cross polarization around - 45 dB and below are at the limit of the resolution of the measuring station used, then the posts through

- die echofreie Meßkammer,- the anechoic measuring chamber,

- die dem Erreger nachgeschalteten Hohlleiterkomponenten,- the waveguide components downstream of the pathogen,

- die Fehlpolarisation der Sendeantenne,- the wrong polarization of the transmitting antenna,

- Ausrichtfehler von Sendeantenne und Meßobjekt- Alignment errors of the transmitting antenna and the object to be measured

in der Größenordnung der Fehlpolarisation des zu untersuchenden Strahlers liegen. Das Phasenzentrum des Strahlers liegt in der Öffnung des Speisehohlleiters, es ist in allen Richtungen (bis etwa zum 15-dB-Punkt der Hauptkeule) und innerhalb des angegebenen Frequenzbandes praktisch konstant (- 10° maximale Variation).in the order of magnitude of the incorrect polarization of the investigated Spotlight. The phase center of the radiator is in the opening of the feed waveguide, it is in all directions (up to about the 15 dB point of the main lobe) and practically constant within the specified frequency band (- 10 ° maximum variation).

Fig. 8 zeigt den maßstäblichen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dieser Strahler wurde eben-8 shows the construction to scale of a second exemplary embodiment the invention. This spotlight was also

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falls für geringe Kreuzpolarisation entworfen. Er hat die gleiche Aperturgröße und einen ähnlichen Konturverlauf wie der Strahler nach Fig. 3, aber einen größeren Speisehohlleiterdurchmesser. TJm wiederum breifbandig niedrige Kreuzpolarisation zu erreichen, mußte vornehmlich die Rillentiefe modifiziert werden. if designed for low cross polarization. He has the same aperture size and a similar contour as the radiator according to FIG. 3, but a larger feed waveguide diameter. TJm in turn broadband low cross polarization To achieve this, primarily the groove depth had to be modified.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Bemessung (Abmessungen in mm) für eine Rillenzahl von η = 7, einen Speisehohlleiterradius von a, β 15 m und einen äußeren Radius eines Rillenhorns von a_ * 41,0 mm.The following table shows the dimensioning (dimensions in mm) for a number of grooves of η = 7, a feeder waveguide radius of a, β 15 m and an outer radius one Grooved horn of a_ * 41.0 mm.

CLCL

kk *k* k ak a k *k* k \\ 11 15,515.5 18,518.5 8,88.8 55 CVJCVJ 19,019.0 22,022.0 8,08.0 33 33 22,522.5 25,525.5 8,08.0 44th 44th 26,026.0 29,029.0 8,08.0 44th 55 29,529.5 32,532.5 7,57.5 33 66th 33,033.0 36,036.0 7,57.5 22 77th 36,536.5 39,539.5 7,57.5 11

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Wegen der sehr guten Übereinstimmung zwischen den gemessenen und den mittels Rechnersimulation gewonnenen Eigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Rillenhörner nach Pig, 3 (vgl. Fig. 4 "bis 7) ist für den Strahler nach Pig. 8 auf die Herstellung eines Modells verzichtet worden. Die in Pig. 9 angegebenen Daten sind Ergebnisse der Rechnersimulatipn. Für die Hauptpolarisation dieses Strahlers erhält man bei der Entwurfsfrequenz von 10 GHz gemäß Pig. 9 nahezu die gleiche Richtcharakteristik wie beim Strahler nach F£g. 3> aber etwas höhere Fehlpolarisation· Wie man der nachstehenden Tabelle entnehmen kann, ist die maximale Kreuzpolarisation bei diesem Strahler aber weniger frequenzabhängig. Dieses Verhalten trifft in gleicher Weise auch für die Keulenbreite zu. Durch den größeren Durchmesser des Speisehohlleiters konnte die Reflexionsdämpfung deutlich verbessert werden.Because of the very good agreement between the measured and the properties of the grooved horns according to the invention, obtained by means of computer simulation, according to Pig, 3 (see. Fig. 4 "to 7) is for the radiator according to Pig. 8 on the Manufacture of a model has been omitted. The one in Pig. The data given in FIG. 9 are results of computer simulations. The main polarization of this radiator is obtained at the design frequency of 10 GHz according to Pig. 9 almost the same directional characteristic as with the spotlight according to F £ g. 3> but slightly higher mispolarization · As one of the following As can be seen in the table, the maximum cross-polarization for this radiator is less frequency-dependent. This Behavior also applies to the width of the club in the same way. Due to the larger diameter of the feed waveguide the reflection attenuation could be significantly improved.

Frequenz (GHz)Frequency (GHz) ^max <dB>^ max < dB > 9,09.0 10,010.0 11,011.0 Reflexions
dämpfung
Reflection
damping
23,623.6 30,030.0 35,735.7
3 dB3 dB 37,7/
37,0
37.7 /
37.0
35,4/
35,2
35.4 /
35.2
35,1/
35,5
35.1 /
35.5
Keulen- 5 dB
breite
j_ fr /-p ________
Club 5 dB
broad
j_ fr / -p ________
4-9,5/
48,5
4-9.5 /
48.5
46,7/
46,6
46.7 /
46.6
46,9/
47,6
46.9 /
47.6
Ebene 10 dB
(Grad)
Level 10 dB
(Degree)
73,7/
72,3
73.7 /
72.3
70,9/
71,3
70.9 /
71.3
72,3/
73,3
72.3 /
73.3
15 dB15 dB 96,0/
94,9
96.0 /
94.9
93,6/
94,7
93.6 /
94.7
94,5/
94,5
94.5 /
94.5
20 dB20 dB 118,2/
117,9
118.2 /
117.9
115,5/
116,2
115.5 /
116.2
115,4/
113,0
115.4 /
113.0
- 42,8- 42.8 - 48,1- 48.1 - 44,9- 44.9

31U31931U319

Deutsche Bundespost 24.5IDeutsche Bundespost 24.5I

Die behandelten Äusführungsformen gehen von einem rotationssymmetrischen Aufbau des Hornstrahlers aus. Ohne das Lösungsprinzip der Erfindung zu verlassen, sind jedoch auch Ausführungen mit elliptischen oder rechteckigem Querschnitt denkbar, leben der in Pig. 2 gezeigten dielektrischen Abdeckung in der Apertur ist auch ein den Trichter ausfüllender dielektrischer Einsatz anwendbar.The embodiments discussed assume a rotationally symmetrical one Structure of the horn antenna. However, embodiments are also possible without departing from the solution principle of the invention with elliptical or rectangular cross-section conceivable, live the in Pig. The dielectric cover shown in the aperture shown in Fig. 2 is also a dielectric filling the funnel Use applicable.

Claims (10)

Deutsche Bundespost 2451 Hornstrahler (10) PatentansprücheDeutsche Bundespost 2451 horn radiator (10) claims 1. Hornstrahler, bei dem die sich trichterförmig erweiternde Innenwand des Horns mit parallel zur Strahlerachse eingeschnittenen Rillen versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der zwischen den Rillen verbleibenden
1. Horn radiator, in which the funnel-shaped widening inner wall of the horn is provided with grooves cut parallel to the radiator axis,
characterized in that the end faces of the remaining between the grooves
Trennwände jeweils senkrecht zur Strahlerachse verlaufenPartition walls each run perpendicular to the emitter axis <■*»> und daß die Trichterkontur durch den axialen Abstand dieser<■ * »> and that the funnel contour by the axial distance of these Stirnflächen voneinander bestimmt ist (Fig.2).End faces is determined from each other (Fig.2).
2. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Horn antenna according to claim 1, characterized in that daß die Tiefe und die Weite der Rillen und die Stärke der Trennwände zwischen den Rillen sowie die axialen Abstände der Stirnflächen voneinander entlang der Kontur konstant gehalten sind und demzufolge die durch die Stirnflächen der Trennwände festgelegte Kontur des Horns kegelförmig ausgebildet ist (Pig.2).that the depth and the width of the grooves and the strength of the partitions between the grooves and the axial distances of the end faces are kept constant from one another along the contour and, consequently, those by the end faces The contour of the horn defined by the partition walls is conical (Pig.2). 3. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe und/oder Weite der Rillen und/oder die3. Horn antenna according to claim 1, characterized in that the depth and / or width of the grooves and / or the ^ 20 Stärke der Trennwände zwischen den Rillen entlang der Kontur entsprechend den gewünschten elektrischen Eigenschaften des Strahlers (Richtdiagramm für Hauptpolarisation, Größe der maximalen Pehlpolarisation, Eingangsreflexion) gestuft ausgebildet sind. ^ 20 Thickness of the partitions between the grooves along the Contour according to the desired electrical properties of the radiator (directional diagram for main polarization, Size of the maximum Pehlpolarization, input reflection) are formed stepped. 4. Hornstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Stirnflächen der Trennwände festgelegte Kontur des Horns glockenförmig ausgebildet ist (Fig.3,8).4. Horn antenna according to claim 3, characterized in that that determined by the end faces of the partitions The contour of the horn is bell-shaped (Fig.3,8). 5. Hornstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Stirnflächen der Trennwände festge-5. horn antenna according to claim 3, characterized in that the fixed by the end faces of the partitions Deutsche Bundespost 2451 3 I 4 4 O |Deutsche Bundespost 2451 3 I 4 4 O | legte Kontur des Horn flaschenhalsfönnig ausgebildet ist.placed contour of the horn is designed like a bottle neck. 6. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn kreisförmigen Querschnitt aufweist (Pig.2,3,8).6. horn radiator according to claim 1, characterized in that the horn has a circular cross-section (Pig. 2,3,8). 7. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn elliptischen Querschnitt ausfweist.7. horn antenna according to claim 1, characterized in that that the horn has an elliptical cross-section. 8. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn rechteckigen Querschnitt aufweist.8. horn antenna according to claim 1, characterized in that that the horn has a rectangular cross-section. 9. Hornstrahler nach Anspruch 1, 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in seiner Apertur eine dielektrische Abdeckung vorgesehen ist (Fig.2).9. horn antenna according to claim 1, 2 or the following, characterized in that a dielectric in its aperture Cover is provided (Fig.2). 10. Hornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Trichter ausfüllender dielektrischer Einsatz vorgesehen ist.10. Horn antenna according to claim 1, characterized in that that a dielectric insert filling the funnel is provided.
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