DE3439416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Erregeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE-OS 32 41 890).

Derartige Erregeranordnungen werden beispielsweise für die Ausleuchtung von Richtantennen mit parabolischem Reflektor für Richtfunk, Satellitenfunk oder Funkortung verwendet. Sie können dabei zur direkten Ausleuchtung des Reflektors oder auch zur Ausleuchtung desselben über einen Subreflektor (Cassegrainprinzip) eingesetzt werden. "Ausleuchtung" soll dabei beide Übertragungsrichtungen der elektromagnetischen Wellen umfassen, also sowohl abzustrahlende als auch zu empfangende Wellen.

Bekannt sind Erregeranordnungen für ein Frequenzband aber auch für zwei unterschiedliche Frequenzbänder.

Aus der GB-OS 21 17 980 geht eine Erregeranordnung für zwei unterschiedliche Frequenzbänder hervor. Sie besteht aus zwei rohrförmigen Abschnitten mit unterschiedlich großen lichten Abmessungen. In jeden Abschnitt münden zwei Hohlleiter ein, die in axialer Richtung und um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Der Abschnitt mit den kleineren lichten Abmessungen hat einen kreisrunden Innenquerschnitt. Zwischen den Einmündungsstellen der beiden Hohlleiter ist eine Kurzschlußplatte vorgegebener Länge angebracht. Der Abschnitt mit den größeren lichten Abmessungen weist in seinem Innern eine Stufe auf, so daß die beiden Hohlleiter in unterschiedlich große, kreisrunde Innenquerschnitte einmünden. Zwischen beiden direkt ineinander übergehenden Abschnitten ist mindestens eine als Kurzschluß wirkende Blende angebracht. Diese bekannte Erregeranordnung erfordert eine sehr präzise Fertigung für die Anbringung der Kurzschlußplatte einerseits und der Stufe andererseits sowie für die Anordnung der Blende.

Eine weitere, für zwei unterschiedliche Frequenzbänder ausgelegte Erregeranordnung geht aus der US-PS 44 10 866 hervor. Sie weist zwei Abschnitte mit jeweils kreisförmigem Innenquerschnitt auf, die unterschiedliche lichte Durchmesser haben und an die jeweils zwei Hohlleiter angeschlossen sind. Zwischen beiden Abschnitten ist ein konisch verlaufendes Übergangsteil angebracht. Der eine Abschnitt dieser Erregeranordnung dient zum Empfang von Wellen in einem Frequenzband, während der andere Abschnitt für die Abstrahlung von Wellen in einem anderen Frequenzband vorgesehen ist. Damit die empfangenen Wellen nicht in den falschen Abschnitt eingespeist werden, sind in dem dem Reflektor einer Antenne benachbarten Abschnitt als Kurzschlußelement dienende Filter angebracht. Auch diese Erregeranordnung ist wegen der Filter und des Übergangsteils nur mit sehr präziser Fertigung herzustellen, zumal in den Öffnungen zum Anschluß der Hohlleiter auch noch T-förmige Dipole angebracht werden müssen.

Bei der bekannten, für ein Frequenzband ausgelegten Erregeranordnung nach der eingangs erwähnten DE-OS 32 41 890 mündet der eine Hohlleiter radial in das rohrförmige Bauteil ein, während der andere an der verschlossenen Stirnseite desselben angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß die beiden Wellen rechtwinklig zueinander in das Bauteil eingespeist werden. Elemente zur Drehung der Polarisationsebene der einen Welle (Stifte, Blech) werden bei dieser bekannten Erregeranordnung nicht benötigt. Es muß aber zwischen den Einspeisestellen der beiden elektromagnetischen Wellen wieder ein Kurzschlußelement angeordnet werden, durch welches ein Ausbreiten der durch den radial angeschlossenen Hohlleiter eingespeisten Welle in die falsche Richtung verhindert werden soll. Die Anbringung eines solchen Kurzschlußelements führt oft zu Schwierigkeiten und kompliziert die Herstellung der Erregeranordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erregeranordnung für zwei senkrecht aufeinander stehende, linear polarisierte Wellen anzugeben, die trotz einfachen Aufbaus ohne zusätzliches Kurzschlußelement auskommt.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine solche Erregeranordnung hat den Vorteil, daß für die Entkopplung der beiden elektromagnetischen Wellen und für deren Ausbreitung in die richtige Richtung keine zusätzlichen Kurzschlußelemente benötigt werden. Der an den zweiten Abschnitt angeschlossene Hohlleiter kann radial in denselben einmünden oder auch stirnseitig an das rohrförmige Bauteil angeschlossen sein. Die in den ersten Abschnitt eingespeiste Welle kann nicht in den zweiten Abschnitt eindringen, da wegen dessen kleinerer lichter Weite an der Übergangsstelle Vorsprünge vorhanden sind, die für diese Welle als Kurzschluß bzw. Sperre wirken. Die im zweiten Abschnitt eingespeiste Welle hingegen kann ungestört das ganze rohrförmige Bauteil passieren.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Gesamtansicht einer Antennenanlage mit einer Erregeranordnung nach der Erfindung.

Fig. 2 die Erregeranordnung selbst in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 eine Ansicht von Fig. 2 in Richtung des Pfeiles A.

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 2 längs der Linie IV- IV.

Mit 1 ist ein parabolischer Reflektor einer Antennenanlage bezeichnet, der beispielsweise auf der Spitze eines Mastes befestigt ist. Im Brennpunkt des Reflektors 1 ist die als rohrförmiges Bauteil 2 ausgebildete Erregeranordnung angebracht, in die zwei Hohlleiter 3 und 4 einmünden. Das Bauteil 2 kann eine in Richtung des Reflektors 1 weisende Erweiterung 5 haben. Montage und Anordnung der Einzelteile der Antennenanlage sind bekannter Stand der Technik. Es wird daher nicht genauer darauf eingegangen. Die Erregeranordnung dient im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der direkten Ausleuchtung des Reflektors 1. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, die Erregeranordnung für eine Antenne mit Subreflektor zu verwenden.

Das Bauteil 2 hat in seinem Innenraum keine gleichbleibenden Abmessungen. Es ist vielmehr in einen ersten Abschnitt 6 und einen zweiten Abschnitt 7 unterteilt. Die Abschnitte 6 und 7 sind allerdings so ausgebildet, daß das Bauteil 2 einteilig hergestellt werden kann. Die Unterteilung ist durch die gestrichelte Linie 8 angedeutet. Der erste Abschnitt 6 kann entsprechend der Darstellung in Fig. 3 beispielsweise eine zylindrische Bohrung haben, so daß sein Innenraum einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Symmetrie ist allerdings auch dann gewährleistet, wenn der Abschnitt 6 vieleckig, insbesondere quadratisch, ausgeführt ist. In den ersten Abschnitt 6 mündet der Hohlleiter 3 ein.

Der zweite Abschnitt 7 des Bauteils 2 hat in seinem Innenraum eine unrunde Querschnittsform mit unterschiedlichen Abmessungen in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen. Eine solche Querschnittsform ist entsprechend Fig. 4 beispielsweise durch ein Rechteck mit nach außen gebogenen Schmalseiten gegeben. Der Innenraum des zweiten Abschnitts 7 könnte aber auch einen elliptischen oder einen genau rechteckigen Querschnitt haben. Die Schmalseiten könnten auch nach innen gebogen sein oder einen beliebig geformten Verlauf haben. In den zweiten Abschnitt 7 mündet der Hohlleiter 4 ein.

Die Polarisationsebenen der beiden über die Hohlleiter 3 und 4 in das Bauteil 2 eingespeisten Wellen stehen senkrecht aufeinander. Die Querschnittsform des Innenraums des zweiten Abschnitts 7 ist dabei so gewählt, daß die beim Übergang vom Abschnitt 6 zum Abschnitt 7 vorhandenen, durch Punktierung hervorgehobenen Vorsprünge 9 und 10 für die vom Hohlleiter 3 eingespeiste Welle als Kurzschluß wirken. Die Welle kann sich also nicht in Richtung des zweiten Abschnitts 7 ausbreiten, sondern nur in der richtigen Richtung, nämlich auf den Reflektor 1 zu. Die Erregeranordnung benötigt daher kein gesondertes Kurzschlußelement. Die Vorsprünge 9 und 10 entstehen dadurch, daß der lichte Durchmesser des ersten Abschnitts 6 größer als die kleinste lichte Abmessung des zweiten Abschnitts 7 ist.

Der erste Abschnitt 6 ist entsprechend der zeichnerischen Darstellung mit einem kreisförmigen Innenraum ausgeführt. Sein lichter Durchmesser D muß auf jeden Fall größer als die lichte Abmessung K des zweiten Abschnitts 7 sein, damit die Vorsprünge 9 und 10 entstehen. In bevorzugter Ausführungsform ist der Durchmesser D gleich der größten Abmessung G des zweiten Abschnitts 7. Er muß mindestens so groß sein, daß sich der Grundmode der in den ersten Abschnitt 6 eingespeisten Welle ausbreiten kann (1,7×D).

Die Erregeranordnung besteht, wie bereits erwähnt, aus einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil 2 mit zwei unterschiedlich dimensionierten Abschnitten 6 und 7. Das Bauteil 2 ist an seiner Stirnfläche 11 verschlossen, wozu beispielsweise eine sogenannte Kurzschlußplatte verwendet werden kann, in der auch übliche Abgleichelemente angeordnet sein können. An der Stirnfläche 12 hat die Erregeranordnung ihre der Abstrahlung dienende Öffnung, an welcher auch eine Erweiterung 5 gemäß Fig. 1 angebracht sein kann. Die beiden Hohlleiter 3 und 4 werden, wenn sie beide radial auf das Bauteil 2 auftreffen, so angeordnet, daß ihre Einmündungsstellen in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt sind. Der Hohlleiter 4 kann jedoch entsprechend der bekannten Erregeranordnung nach der DE-OS 32 41 890 auch an der Stirnseite 10 des Bauteils 2 angeschlossen sein, so daß er gleichzeitig als Abschluß des rohrförmigen Bauteils 2 dient.

An den Öffnungen des Bauteils 2, an denen die Hohlleiter 3 und 4 angeschlossen sind, können übliche, zum Stand der Technik gehörende Filter vorgesehen werden. Dadurch wird der sonstige Aufbau der Erregeranordnung nicht beeinflußt.

Die vorangehende Beschreibung ist so gewählt, als ob die elektromagnetischen Wellen über die Hohlleiter 3 und 4 zugeführt und von dem Reflektor 1 abgestrahlt werden. Die gleiche Wirkungsweise der Erregeranordnung ergibt sich aber auch dann, wenn elektromagnetische Wellen vom Reflektor 1 empfangen und über das Bauteil 2 in die Hohlleiter 3 und 4 geführt werden.

Claims (6)

1. Erregeranordnung für eine Reflektorantenne für zwei linear polarisierte elektromagnetische Wellen mit senkrecht aufeinander stehenden Polarisationsebenen, bestehend aus einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil, an das zwei die beiden Wellen getrennt zuführende Hohlleiter angeschlossen sind, welches an einer Stirnseite verschlossen ist und welches an der anderen Stirnseite eine Öffnung zum Durchtritt der elektromagnetischen Wellen aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Bauteil (2) aus einem ersten Abschnitt (6) mit symmetrischem Innenquerschnitt und aus einem zweiten Abschnitt (7) besteht, dessen Innenquerschnitt in zwei senkrecht aufeinander stehenden Ebenen unterschiedliche Abmessungen hat und der in axialer Richtung an den ersten Abschnitt (6) angeschlossen ist,
• - daß der eine Hohlleiter (3) an den ersten Abschnitt (6) und der andere Hohlleiter (4) an den zweiten Abschnitt (7) des Bauteils angeschlossen sind und
• - daß die lichten Abmessungen des ersten Abschnitts (6) größer als die kleinste lichte Abmessung des zweiten Abschnitts (7) und mindestens so groß sind, daß der Grundmode der in den ersten Abschnitt (6) eingespeisten Welle ausbreitungsfähig ist.

2. Erregeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (7) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit nach außen gebogenen Schmalseiten hat.

3. Erregeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (7) einen elliptischen Querschnitt hat.

4. Erregeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (7) einen rechteckigen Querschnitt hat.

5. Erregeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (6) einen kreisrunden Querschnitt hat.

6. Erregeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (6) einen vieleckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt hat.