DE3421313C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rillenhornstrahler gemäß dem Oberbe­ griff des Hauptanspruchs. Derartige Rillenhornstrahler werden beispiels­ weise in Bodenstationsantennen eingesetzt, bei denen einerseits äquiva­ lente Strahlungsdiagramme der Grundwellen in den beiden Hauptkoordina­ tenebenen gefordert werden und andererseits zur exakten Ausrichtung der Antenne auf einen Satelliten Empfangsvorrichtungen für mindestens einen höheren Wellentyp mit ausgeprägter Nullstelle im Zentrum der Grundwel­ lenstrahlungsdiagramme notwendig sind.

Aus der DE-AS 14 91 921 ist eine Empfangsantenne zur automatischen Ziel­ verfolgung einer bewegten Strahlungsquelle bekannt, bei der ein glatt­ wandiger Hornstrahler verwendet wird. An diesem Hornstrahler ist in der Koppelebene des TE01-Wellentyps ein ringförmiger Rechteckhohlleiter an­ gebracht, in den die Wellenenergie der TE01-Welle aus dem Hornstrahler über vier Koppelschlitze eingespeist wird und von dem ein weiterer Rechteckhohlleiter wegführt, der eine Grundwelle enthält, deren Energie sich proportional zum aus dem Hornstrahler ausgekoppelten TE01-Wellentyp verhält. Diese Art der Auskopplung der TE01-Welle ist jedoch nur für dünnwandige Hornstrahler mit glatter Innenwand geeignet.

In der US-PS 39 06 508 ist eine Hornantenne beschrieben, die in einem glattwandigen konischen Teil des Hornes vier Koppelschlitze zur Gewin­ nung des TE12- und des (TE21+TM01)-Wellentyps aufweist.

Die US-PS 42 58 366 zeigt ein Rillenhorn für einen großen Frequenzbe­ reich, bei dem jeweils die Grundwellentypen der verschiedenen Frequenzen über geeignete Resonatoren gekoppelt werden. Für die Grundwelle der niedrigsten Betriebsfrequenz weist das Horn vier Resonatoren auf, die über schlitzförmige Koppelöffnungen in der Rillenstruktur die Wellenan­ teile auskoppeln.

Schließlich ist aus der japanischen Patentanmeldung JP 58-1 94 401 ein Moden­ koppler zur Auskopplung des TE01-Wellentyps aus einem Rillenhorn be­ kannt geworden, bei dem die Auskopplung mit Hilfe von vier radial durch die Rillenstruktur gesteckte und bündig mit der Innenkontur abschließen­ de Hohlleiterstücke vollzogen wird, die dann über ein konventionelles Hohlleiternetzwerk zusammengeschaltet werden.

Die beiden letztgenannten Ausführungsformen zeigen zwar jeweils Möglich­ keiten auf, wie ein bestimmter Wellentyp aus einem Rillenhorn gewonnen werden kann, sie weisen jedoch beide den Nachteil auf, daß die Zusammen­ schaltung der Auskoppelvorrichtungen über aufwendige Koaxiallei­ tungs- bzw. Hohlleiter-Netzwerke mit jeweils drei Hybridkopplern bzw. Magic T's erfolgt. Beide Ausführungsformen dieser Netzwerke weisen einen großen Raumbedarf auf und sind somit für die Anwendung in beengten Raumverhältnissen nicht geeignet. Zudem beinhaltet ein Koaxial-Netzwerk noch den Nachteil einer höheren Dämpfung des ausgekoppelten Signals.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Rillenhornstrahler der ein­ gangs genannten Art so weiterzubilden, daß der TE01-Wellentyp mit mög­ lichst geringer Beeinflussung der Grundwelle und mit mindestens den gleichen elektrischen Daten wie die konventionellen Netzwerke auskoppel­ bar ist, wobei das Ziel die möglichst kompakte Gestaltung der gesamten Anordnung ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Rillenhornstrahler gemäß dem Oberbegriff durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Hohlraum­ resonatoren abstimmbar ausgeführt. Sie weisen zur reflexionsarmen An­ passung Koppelschlitze auf, die in einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung als hantelförmige, d.h. mit kreisförmigen Erweiterungen versehene Koppelschlitze ausgestaltet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch vereinfachten Längsschnitt durch einen Rillen­ hornstrahler mit Modenkoppler;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A′ durch einen Rillenhorn­ strahler.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ril­ lenhornstrahlers mit einem Modenkoppler für den TE01-Wellentyp darge­ stellt. Im Rillenhorn 1 ist hierfür in der Rillenstruktur 2 eine Gruppe von vier jeweils um 90° zueinander versetzt angeordneten Hohlraumresona­ toren 4 eingelassen. Diese Resonatoren sind so angeordnet, daß sich die innenliegenden Schlitzblenden 5 im Bereich des ersten Wandstrommaximums der TE01-Welle, gesehen von der Kurzschlußebene dieser Welle, befinden. Die ersten Schlitzblenden 5 sind derart angeordnet, daß sie bündig mit der Innenkontur 3 der Rillenstruktur 2 abschließen. Im Ausführungsbei­ spiel sind die Schlitzblenden mit hantelförmigen Öffnungen - die in der englischsprachigen Literatur als dumbbell-slots bezeichnet werden - ver­ sehen. Diese Schlitzform erlaubt durch Variation der Länge und Breite des Schlitzes und des Durchmessers der kreisförmigen Öffnungen eine Optimierung des Frequenzganges und der reflexionsarmen Anpassung der Auskopplung. Die Hohlraumresonatoren 4 selbst können mittels Abstimm­ schrauben oder gleichartiger Mittel 9 in ihrem Resonanzverhalten beein­ flußt werden.

Die Hohlraumresonatoren sind nach außen hin mit zweiten Schlitzblenden 6 abgeschlossen. Diese liegen bündig in der Außenkontur 11 des Rillenhorns 1. Damit sind die Hohlraumresonatoren vollständig in die Rillenstruktur 2 integriert. Die zweiten Schlitzblenden 6 sind im Ausführungsbeispiel ebenfalls mit hantelförmigen Öffnungen versehen.

Im Bereich der Hohlraumresonatoren 4 ist auf die Außenkontur 11 der ringförmige Rechteckhohlleiter 7 aufgesetzt. Dieser dient als Netzwerk zur Zusammenschaltung der gleichförmig über den Hornumfang verteilt angeordneten Hohlraumresonatoren 4. Die Auskopplung der sich im ringför­ migen Rechteckhohlleiter 7 ausbildenden stehenden Welle erfolgt über einen auf der Außenwand oder einer Seitenwand aufgesetzten Rechteckhohl­ leiter 10, der symmetrisch zwischen zwei Hohlraumresonatoren 4 angeord­ net ist. Die hier gewählte Form des Netzwerkes erfüllt in gleicher Weise wie die bekanten Ausführungsformen die elektrischen Anforderungen an einen Modenkoppler. Es benötigt jedoch keine separaten Hybridkoppler oder Magic T's zur Zusammenfassung der von verschiedenen Koppelvorrich­ tungen ausgekoppelten Wellenanteile. Bei Verwendung von wenigstens vier Hohlraumresonatoren 4 wird auch die Auskopplung von Anteilen der TE11­ und TE21-Wellentypen vermieden.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Rillenhornstrahlers mit Modenkoppler, der die Vorzüge eines Rillenhorns mit einer vorteilhaften Auskopplung des TE01-Wellentyps vereint, ist darin zusehen, daß hiermit ein besonders kompakter Aufbau eines TE01-Modenkopplers erzielt wird, der den Einbau eines solchen Rillenhorns auch bei sehr beengten Raumver­ hältnissen ermöglicht und der sich durch einen einfachen mechanischen Aufbau auszeichnet. Außerdem entfallen bei der hier gezeigten Ausfüh­ rungsform des Modenkopplers die sonst notwendigen Maßnahmen zur Phasen­ kompensation und zur Unterdrückung von unerwünschten mitgekoppelten Wellentypen.

Claims (3)

1. Rillenhornstrahler mit Modenkoppler zur Gewinnung der Grundwelle und mindestens eines höheren Wellentyps zum Zweck der Eigennachführung einer Antenne auf eine elektromagnetische Wellen aussendende bewegte Strahlungsquelle, wobei die Auskopplung des höheren Wellentyps (TE01) mittels wenigstens vier gleichmäßig am Hornumfang verteilt angeordneten Hohlraumresonatoren über in der Rillenstruktur angeordnete schlitzförmi­ ge Koppelöffnungen erfolgt und wobei die Hohlraumresonatoren über ein Netzwerk zusammengeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraumresonatoren (4) vollständig innerhalb der Rillenstruktur (2) angeordnet sind und einerseits mittels erster Schlitzblenden (5) bündig mit der Innenkontur (3) der Rillenstruktur (2) des Rillenhorns (1) abschließen und andererseits mittels zweiter Schlitzblenden (6), die bündig mit der Außenkontur (11) des Rillenhorns (1) abschließen, an das Netzwerk, welches als ringförmig auf der Außenkontur (11) umlaufender Rechteckhohlleiter (7) ausgeführt ist, gekoppelt sind.

2. Rillenhornstrahler mit Modenkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraumresonatoren abstimmbar sind.

3. Rillenhornstrahler mit Modenkoppler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzblenden (5, 6) mit hantelförmigen Öffnungen (8) ausgeführt sind.