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Die Erfindung betrifft eine Spiegelantenne mit im
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Spiegelscheitel abgestütztem Erreger bzw. Fangreflektor, dessen Abstützung
den Strahlenverlauf wenig stört.
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Der zur Ausleuchtung eines Parabolspiegels erforderliche Primärerreger
oder Fangreflektor muß im allgemeinen von Stützen gehalten werden. Diese Stützen
beeinträchtigen durch Abschattung und Reflexion die Strahlungseigenschaften der
Antenne. Bei kleineren Antennen erfolgt die Abstützung meist mit 3 oder 4 Stützen
am Spiegelrand. Bei speziellen Erregern läßt sich ein axiales Tragrohr zur Halterung
verwenden (P 3049532.0).
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Bekannt ist außerdem ein sog. Schwanenhalserreger, bei dem der Speisehohlleiter
in Form eines 180° -Bogens um das strahlende Hohleiterende herumgeführt und im Spiegelscheitel
befestigt wird. Diese selbsttragende Konstruktion weist bei enger Ausführung des
1800-Bogens eine große Abschattung auf, da die vom Erreger ausgehende sphärische
Welle ein wesentlich vergrößertes Schattenbild des Speisehohlleiters auf der Spiegeloberfläche
erzeugt (US.-Ps. 2976535,DAS 1058576). Diese Abschattung läßt sich nur bei sehr
kleinen Spiegelantennen durch Befestigen des Hohlleiters am Spiegelrand oder durch
Ausbildung eines zweiten 1800-Bogens reduzieren.
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Für aufwendige Erreger, z. B. Gruppenerreger, lassen sich die letzten
Maßnahmen nicht sinnvoll anwenden. Hier muß dann von mehreren Stützen zum Rand Gebrauch
gemacht werden. Diese Konstruktion erfordert bei der Montage eine sehr umständliche
Justage.
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Außerdem verschlechtert die Reflexion der vom Spiegel ausgehenden
ebenen Welle an den Stützen unter dem doppelten Stützenwinkel wesentlich die Nebenzipfeldämpfung
in diesem Winkelbereich. Da der Winkel der Stützen durch das Brennweite/Durchmesser-Verhältnis
des verwendeten Spiegels festliegt, wird der reflektierte Anteil,
insbesondere
bei den üblichen flachen Spiegeln,ungehindert abgestrahlt. In P 3047964.2 und 3100855.0
sind Maßnahmen zur Veränderung der Stützenoberfläche oder -form vorgeschlagen worden,
mit denen eine Umlenkung und Verteilung dieses reflektierten Energieanteils -nicht
aber seine Verringerung - erreicht werden kann.
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Daneben bewirkt die auf dem Spiegel durch die Stützen und Erreger
abgeschattete Fläche einen Störpegel, der im hauptkeulennahen Bereich zu einer merklichen
Anhebung der Nebenzipfel führt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Erregerabstützung insbesondere
für Gruppenerreger anzugeben, mit der sich die Energieanteile der Störstrahlung
vermindern lassen und mit der sich außerdem eine Vereinfachung der Justagearbeiten
beim Aufbau der Antenne ergibt.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Konstruktion
gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Der zentral gespeiste Erreger 1 einer Spiegelantenne mit dem Spiegel
2 ist an zwei über je eine Strecke a zum Spiegelrand verlaufende Stützen 3 befestigt.
Die Gesamtlänge bis zum Spiegelrand beträgt r.
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Die Stützen 3 bilden den oberen Schenkel je eines zweischenkligen
Tragarms, dessen untere Schenkel als zum Spiegelscheitel hin zielende Streben 4
ausgebildet und mit einem kurzen in der Nähe des Spiegelscheitels angeordneten Tragrohr
5 starr verbunden sind. Die beiden Tragarme 3, 4 sind in einem Winkel von 900 zueinander
angeordnet. Diese Ausführung gestattet durch die
orthogonale Aufnahme
der Biegemomente die Verwendung von Tragarmprofilenmit schlanker Querschnittsfläche
(d.h. mit stark unterschiedlichen Flächenwiderstandsmomenten um die beiden Querschnittshauptachsen),
wodurch sich geringe Schattenbreiten und damit geringe Störungen bei gleichzeitig
hoher mechanischer Stabilität ergeben. Zwischen Stütze 3 und Strebe 4 ist zur Veränderung
der Winkel ein im wesentlichen achsparalleles Zwischenstück 6 eingefügt.
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Im Gegensatz zu den üblichen Stützenkonstruktionen kann wegen der
leicht einhaltbaren Toleranzen auf eine seitliche Justage des Erregers verzichtet
werden.
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Die axiale Fokussierung kann entweder wie üblich durch axiale Verschiebung
des Erregers 1-oderdurch axiale Verschiebung des in einer Klemmvorrichtung gehaltenen
Tragrohres 5 erfolgen.
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Neben der vereinfachten Justiermöglichkeit bietet die Konstruktion
eine Reihe von Vorteilen in bezug auf die Vermeidung oder Verminderung von Störungen
der Spiegelabstrahlung.
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Die vorgeschlagene Ausführung gestattet eine direkte Verringerung
der Energie der Störstrahlung, da - die Zahl der Stützen und damit deren Reflexionsflächen
vermindert wird - die wirksame Reflexionsfläche der einzelnen Stützen je nach Wahl
von a/r weiter vermindert wird (bei a = r/2 um 50 ) - die primäre Ausleuchtung des
Spiegels vom Erreger her unterhalb der Stützen bereits abgeschattet wird.
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Zusätzlich ist eine Veränderung der Winkelverteilung der Störstrahlung
möglich, da - wegen der asymmetrischen Erregerabstützung die Störstrahlung auf einen
Strahlungshalbraum beschränkt bleibt
und diese durch Drehung der
Erregerabstützung so gelegt werden kann, daß sie die Übertragung nur minimal beeinträchtigt.
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- der Winkel der Strebe, wie auch der der Stütze, relativ unabhängig
von dem Brennweite/Durchmesser-Verhältnis des Spiegels gewählt-werden kann.
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- durch geeignete Reflexionswinkel von Stütze und Strebe die Reflexion
durch eine Zweitreflexion an der gekrümmten Spiegelschale gestreut werden kann.
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Wählt man die in der Fig. angegebenen Zweistützen-Konstruktion mit
ar/2, so wird nur noch ca. 1/4 der Störstrahlungsleistung abgestrahlt. Der jetzt
nur noch einseitige Störpegel reduziert sich durch die kürzere Stützenlänge um ca.
6 dB. Durch die unvollkommene Ausleuchtung des Spiegels unterhalb der Stütze ist
eine weitere Pegelverminderung zu erwarten.
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Bei der obigen Dimensionierung wird der größte Teil der verbleibenden
Störstrahlung über eine Zweitreflexion am Spiegel gestreut und dadurch in seinem
Pegelwert weiter vermindert (verminderter Gewinn der Störstrahlung).
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Verminderung der hauptkeulennahen Seitenzipfel, die durch Abschattung
der vom Spiegel kommenden ebenen Welle verursacht werden: Durch die geringere Zahl
von Stützen läßt sich der Energieanteil der Abschattung vermindern. Wählt man a
# r und vergleicht man mit einer 4-Stützenkonstruktion, so ergibt sich eine Verminderung
des Störpegels um ca.
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6 dB. Wählt man wegen höherer Stabilitätsanforderungen a #r/2, so
beträgt die Minderung des Störpegels immer noch ca. 2,5 dB. Durch die Asymmetrie
der Abschattung ergibt sich zusätzlich eine teilweise Auffüllung der Nulleinzüge.
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