DE3607846A1 - Erregersystem fuer eine empfangsantenne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Erregersystem für eine Antenne zum Empfang elektromagnetischer Wellen, bestehend aus einer im Brennpunkt eines parabolisch geformten Reflektors angeordneten, rohrförmigen Polarisationsweiche, an welcher zum Empfang zweier orthogonal polarisierter Wellen unter Zwischenschaltung von zwei induktive Kurzschlußelemente aufweisenden Filtern zwei Konverter angebracht sind, an die je ein koaxiales Kabel angeschlossen ist, bei welchem die Filter als Abschnitte von rechteckigen elektromagnetischen Hohlleitern ausgebildet sind.

Polarisationsweichen dienen dazu, zwei elektromagnetische Wellen, die orthogonal polarisiert sind, so zu entkoppeln, daß sie sich gegensei­ tig nicht stören. In der US-PS 38 64 688 ist eine derartige Pola­ risationsweiche für eine Richtfunkantenne beschrieben, in welcher die zu entkoppelnden Wellen in beiden Richtungen - Senden und Empfangen - geführt werden können. Sie besteht aus einem kreiszylindrischen Rohrstück, in das zwei elektromagnetische Hohlleiter nebeneinander einmünden. Die Entkopplung der beiden Wellen wird durch eine Anzahl von gegeneinander versetzten Stiften oder einen verdrehten Blech­ streifen erreicht, die im Rohrstück zwischen den Anschlußstellen der beiden Hohlleiter angeordnet sind. Es wird dadurch eine Drehung der einen Welle um 90° bewirkt. Neben dieser bekannten Polarisierungs­ weiche gibt es zahlreiche andere Ausführungsformen.

Die Wirkungsweise einer Polarisationsweiche ist bei Antennen, die nur dem Empfang von elektromagnetischen Wellen dienen, grundsätzlich ebenso, wie im Vorangehenden geschildert. Solche Antennen sind beispielsweise Satellitenempfangsantennen, die mit sehr hohen Frequenzen im GHz-Bereich arbeiten. Ein bekannter Arbeitsbereich ist beispielsweise das ECS-Band mit Frequenzen zwischen 10,95 und 11,7 GHz. Da diese hohen Frequenzen nicht verlustarm über koaxiale Kabel übertragen werden können, werden sie vorher mittels die empfangenen Signale gleichzeitig verstärkenden Konvertern in niedrigere Frequen­ zen umgesetzt, die beispielsweise zwischen 950 und 1700 MHz liegen. Koaxiale Kabel werden bei solchen Antennen u. a. aus Kosten- und Gewichtsgründen vorgeschrieben. Damit außerdem nur die gewünschten, über die koaxialen Kabel zu Empfangsgeräten zu übertragenden Frequenzen erfaßt werden, sind grundsätzlich Filter erforderlich, welche aus dem vom Reflektor empfangenen und in die Polarisations­ weiche gebündelt eingespeisten Frequenzspektrum den gewünschten Frequenzbereich herausfiltern.

Zu dem vollständigen Erregersystem gehören also eine Polarisations­ weiche, zwei Filter und zwei Konverter mit Anschlüssen für je ein koaxiales Kabel. Alle Teile müssen so angeordnet werden, daß die Eintrittsöffnung der Polarisationsweiche im Brennpunkt des Reflektors der Antenne liegt. Zur Festlegung und stabilen Abstützung der Teile werden bei bekannten Konstruktionen beispielsweise drei um 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Rohre verwendet, die an einem Ende am Rand des Reflektors abgestützt sind und am anderen Ende das Erregersystem tragen. Die Rohre können gleichzeitig zur Führung der koaxialen Kabel verwendet werden. Ein solcher Aufbau sichert eine möglichst geringe Abschattung des Reflektors. Die Stabilität dieses Aufbaus hängt wesentlich von der Dimensionierung der Rohre und vom Gewicht und der Größe des Erregersystems ab. Der Forderung, das Erregersystem möglichst klein und leicht zu bauen, stehen einerseits elektrische Gründe entgegen, welche Mindestabmessungen für die Polarisationsweiche und die Filter erfordern. Andererseits müssen aber auch Konverter verwendbar sein, die auf dem Markt erhältlich sind. Das macht sich insbesondere bei Erregersystemen für zwei orthogonal polarisierte elektromagnetische Wellen nachteilig bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Erregersystem für eine doppelt polarisierte Empfangsantenne anzugeben, dessen Abmessungen bei Verwendung handelsüblicher Konverter auf ein Minimum reduziert sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Erregersystem der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• - daß das eine Filter geradlinig ausgeführt ist, während das andere Filter derart um seine Achse tordiert ist, daß die Achsen seiner Eingangsöffnung gegenüber den Achsen seiner Austrittsöffnung um 90° gedreht sind, und
• - daß die rechteckigen Öffnungen der beiden Filter an den dem Anschluß der Konverter dienenden Enden parallel zueinander verlaufen.

Ein derartiges Erregersystem hat sowohl in der Länge als auch in der Breite die kleinstmöglichen Abmessungen. Die Länge des Erregersystems ist durch die vorgegebenen und nicht zu verändernden Längen von Polarisationsweiche, Filtern und Konvertern gegeben, während die Breite des Systems im wesentlichen durch die Breite der Konverter bestimmt wird. Durch die Verwendung eines in sich tordierten Filters für den einen Anschluß ist es möglich, die beiden Konverter dicht an dicht nebeneinander anzuordnen. Der Einsatz des tordierten Filters erübrigt ein zusätzliches Bauteil, mit dem eine Drehung der An­ schlußebenen um 90° durchzuführen wäre. Es kann außerdem für beide Konverter die gleiche Ausführungsform benutzt werden, unabhängig davon, von welchem Hersteller die Konverter stammen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Antennenanordnung.

Fig. 2 eine Seitenansicht der Antennenanordnung.

Fig. 3 das Erregersystem nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung.

Fig. 4 eine Seitenansicht des Erregersystems.

Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie V-V.

Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie VI-VI.

Mit (1) ist der parabolisch gebogene Reflektor einer Antenne bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um eine Satellitenemp­ fangsantenne handelt. Im Brennpunkt des Reflektors (1) ist ein Erregersystem (2) angeordnet, das im dargestellten Ausführungs­ beispiel über drei Rohre (3) am Reflektor (1) gehalten ist. Die Rohre (3) sind am Rand des Reflektors (1) befestigt. Sie sind um 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Zwei von den Rohren (3) können zur Führung von koaxialen Kabeln verwendet werden, welche an das Erregersystem (2) angeschlossen sind. Es ist dabei insbesondere möglich, die beiden Kabel in die Rohre (3) hineinzulegen.

Das Erregersystem (2) ist am Reflektor (1) so montiert, daß seine in Richtung des Reflektors (1) weisenden Eingangsöffnungen genau im Brennpunkt desselben liegt. Die Eingangsöffnung gehört zu einer rohrförmigen Polarisationsweiche (4), die insbesondere einen kreisrunden Querschnitt hat. Die Polarisationsweiche (4) kann im Bereich der Eintrittsöffnung mit einem Rillenflansch (5) ausgerüstet sein.

Auf der dem Reflektor (1) abgewandten Seite ist die Polarisations­ weiche (4) an einer Metallplatte (6) befestigt, in welcher sich eine Durchgangsöffnung befindet, die symmetrisch zur Achse der Polari­ sationsweiche (4) liegt. An der Metallplatte (6) ist außerdem ein Hohlleiterstück (7) festgelegt, das um 90° gebogen ist und radial in die Polarisationsweiche (4) einmündet. Auch an der Stelle, wo das Hohlleiterstück (7) an die Metallplatte (6) angeschlossen ist, weist dieselbe eine Durchbrechung entsprechend den lichten Abmessungen des Hohlleiterstücks (7) auf.

Auf der der Polarisationsweiche (4) abgewandten Seite der Metall­ platte (6) sind zwei Filter (8) und (9) an dieselbe angeschlossen. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über Flansche, welche Teil der Filter (8) und (9) sind. Die Filter sind Abschnitte von rechteckigen elektromagnetischen Hohlleitern, so daß ihr lichter Innenquerschnitt rechteckig ist. Die beiden Filter (8) und (9) sind so an die Metallplatte (6) angeschlossen, daß ihre Öffnungen (10) und (11) entsprechend Fig. 5 liegen. Die großen Achsen der Öffnungen (10) und (11) stehen also senkrecht aufeinander. Die damit erreichte Führung der elektromagnetischen Wellen ist erforderlich, damit die beiden orthogonal polarisierten Wellen getrennt geführt werden können. Beide Filter (8) und (9) weisen induktive Kurzschlußelemente auf, die an sich bekannt sind und daher nicht weiter erläutert werden. Es handelt sich bei diesen Elementen beispielsweise um Stifte oder Schrauben. An die beiden Filter (8) und (9) sind Konverter (12) und (13) angeschlossen. Auch diese Verbindung kann beispielsweise über Flansche durchgeführt werden.

Die an die Konverter (12) und (13) anzuschließenden koaxialen Kabel (14) sind aus Fig. 3 nicht zu ersehen, da sie von den Konvertern (12) und (13) verdeckt werden. Die Anschlüsse liegen bei beiden Konvertern (12) und (13) auf der gleichen Seite und damit in der Seitenansicht nach Fig. 4 hintereinander. Es ist daher nur ein Anschluß (15) zu erkennen. Die beiden Konverter (12) und (13) liegen dicht an dicht. Das ist möglich, weil die Austrittsöffnungen (16) und (17) der Filter (8) und (9) auf dieser Seite parallel zueinander verlaufen. Die großen Achsen der beiden Austrittsöffnungen (16) und (17) liegen also parallel zueinander.

Ermöglicht wird dieser günstige Anschluß dadurch, daß das Filter (9) geradlinig verläuft, während das Filter (8) um seine Achse derart tordiert ist, daß die Achsen seiner beiden Öffnungen (10) und (16) um 90° gegeneinander verdreht sind. Die Wirkungsweise des Filters (8) wird durch die Torsion in keiner Weise behindert, da die vor der Torsion in das Filter (8) eingebrachten Kurzschlußelemente ihre Position beibehalten und durch die Torsion mechanisch nicht belastet werden.

Claims (3)

1. Erregersystem für eine Antenne zum Empfang elektromagnetischer Wellen, bestehend aus einer im Brennpunkt eines parabolisch geformten Reflektors angeordneten, rohrförmigen Polarisations­ weiche, an welcher zum Empfang zweier orthogonal polarisierter Wellen unter Zwischenschaltung von zwei induktive Kurzschluß­ elemente aufweisenden Filtern zwei Konverter angebracht sind, an die je ein koaxiales Kabel angeschlossen ist, bei welchem die Filter als Abschnitte von rechteckigen elektromagnetischen Hohlleitern ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das eine Filter (9) geradlinig ausgeführt ist, während das andere Filter (8) derart um seine Achse tordiert ist, daß die Achsen seiner Eingangsöffnung (10) gegenüber den Achsen seiner Austrittsöffnung (16) um 90° gedreht sind, und
• - daß die rechteckigen Öffnungen (16, 17) der beiden Filter (8, 9) an den dem Anschluß der Konverter (12, 13) dienenden Enden parallel zueinander verlaufen.

2. Erregersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Filter (8, 9) in ihren mechanischen Abmessungen gleich lang sind.

3. Erregersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Reflektor (1) abgewandten Stirnseite der Polarisationsweiche (4) eine rechtwinklig zu demselben verlaufende Metallplatte (6) mit einer planen Fläche zur Befestigung der Filter (8, 9) angebracht ist, welche zwei nebeneinander liegende Durchbrechungen aufweist, von denen eine symmetrisch zur Achse der Polarisationsweiche (4) liegt, während die andere symmetrisch zur Öffnung eines um 90° gebogenen Hohlleiterstücks (7) angeordnet ist, das auf der Seite der Polarisationsweiche (4) mit der Metallplatte (6) verbunden ist und radial in die Polarisationsweiche (4) einmündet.