DE3740651C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der Polarisationsebene bei einem Speisesystem, das aus einem drehbar gelagerten Speisehorn mit einer Polarisationsweiche und zuführenden, zumindest teilweise flexiblen und senkrecht zur Drehachse angeordneten Hohlleitern mit Flanschen gleicher Querschnittslage besteht.

Derartige Speisesysteme sind für die Verwendung von zwei orthogonal polarisierten Signalen in Antennensystemen grundsätzlich bekannt. Besteht nun beispielsweise bei der Anwendung eines solchen Antennensystems in einem direktstrahlenden Nachrichtensatelliten bei einem Wechsel der Abstrahlrichtung auch die Notwendigkeit, die Lage der Polarisationsebenen nachzudrehen, so wurde bisher auf die bekannte Drehkupplung zurückgegriffen. Diese Art der drehbaren Hohlleiterverbindung weist jedoch gerade bei der Anwendung in einem Nachrichtensatelliten einige spezifische Nachteile auf. Zum einen ist es sehr schwierig und aufwendig, eine Drehkupplung druckdicht, hochfrequenzdicht und für hohe Durchbruchfeldstärken geeignet zu bauen. Um diese Forderungen zu erreichen, muß ein hoher mechanischer Aufwand betrieben werden, der letztlich zu einem hohen Gewicht führt.

Aus der Literatur (IEEE Transactions on broadcasting, Vol. BC-32, No. 4, Dez. 1986, S. 96-102) ist eine Drehvorrichtung bekannt geworden, die zwischen den Flanschen der zuführenden Hohlleiter und den in gleicher Querschnittslage angeordneten Flanschen der weiterführenden Hohlleiter flexible Hohlleiterstücke aufweist. Aufgrund dieser gegebenen Anordnung sind jedoch zur Erzielung eines großen Drehwinkels von ±90° relativ lange flexible Hohlleiterstücke notwendig, die eine hohe Einfügungsdämpfung aufweisen. Außerdem wird aufgrund der ausladenden Durchbiegung viel Einbauraum benötigt. Schließlich können während einer längeren Betriebszeit auch Dichtigkeitsprobleme auftreten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Drehung der Polarisationsrichtung eines Speisesystems zu entwerfen, das die vorgenannten Nachteile gerade im Hinblick auf die Verwendung in der Raumfahrt vermeidet und zudem noch gute elektrische Eigenschaften aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches beschriebenen Merkmale gelöst.

Eine derartige Anordnung weist eine Reihe von Vorzügen auf. Sie ist, bedingt durch die verwendeten Bauteile, sehr leicht. Der geschlossene Hohlleiterzug weist eine sehr geringe Einfügungsdämpfung und einen geringen Reflexionsgrad auf und ist hochfrequenz- und druckdicht. Die übertragbare Leistung des Systems wird lediglich durch die Durchbruchfeldstärke der Hohlleiter begrenzt. Konstruktionsbedingt können auch keine passiven Intermodulationsprodukte sowie keine sogenannten Multipacting- Probleme (Sekundärelektronen - Pendelvervielfachung) auftreten. Die Problematik gegeneinander verdrehbarer Hohlleiterbauelemente wird vermieden und die ganze Anordnung zeichnet sich durch eine geringe Masse aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Speisesystem mit zwei orthogonalen Polarisationsebenen und einer Vorrichtung zur Drehung der Polarisationsebenen. Der Drehwinkel α ist im Koordinatenkreuz angegeben.

Die beiden Hohlleiterzüge H 1, H 3 und H 2, H 4 speisen die beiden Eingänge der Polarisationsweiche P. Diese ist mit ihrem Ausgang mit dem Speise­ horn S verbunden, das die zueinander orthogonal polarisierten Signale abstrahlt oder empfängt.

Um nun die vorgegebenen Polarisationsrichtungen in einem bestimmten Bereich um eine Mittelstellung X drehen zu können ist das Speisesystem SPS - bestehend aus dem Speisehorn S, der Polarisationsweiche P und den beiden zur Polarisationsweiche führenden Hohlleiterabschnitten H 1 und H 2 - drehbar bezüglich der Drehachse D gelagert, die mit der Hauptstrahl­ richtung B des Speisehorn S identisch ist.

Die beiden Flansche A 1 und A 2 der zuführenden Hohlleiter H 1 und H 2 sind dabei so angeordnet, daß sie sich auf einer Kreisbahn im Abstand R um die Drehachse D bewegen. Gleichzeitig weisen beide Flansche A 1 und A 2 die gleiche Lage ihres Öffnungsquerschnitts auf. Dies wird dadurch erreicht, daß einer der beiden zuführenden Hohlleiter einen Twist T enthält. Grundsätzlich ist es hierbei unerheblich, ob die Flansche - jeweils bezogen auf die Zeichnungsebene der Figur - nebeneinander oder hintereinander sowie in der E-Ebene oder in der H-Ebene liegen. Die dargestellte Ausführungsform stellt in jedem Fall die günstigste Realisierungsmöglichkeit dar.

Symmetrisch zur Drehachse D sind ebenfalls im Abstand R die Flansche A 3 und A 4 der weiterführenden Hohlleiter H 3 und H 4 befestigt und weisen die gleiche Querschnittslage auf. Die Symmetrie der Lage der Flanschpaare zueinander ist nicht zwingend, es entstehen jedoch bei einer unsymmetri­ schen Anordnung Probleme bezüglich des Biegeverhaltens der als Verbin­ dung zwischen den Flanschpaaren eingesetzten flexiblen Hohlleiter F 1, F 2. Die flexiblen Hohlleiter, die diese Ausführungsform einer Hohllei­ terdrehverbindung erst ermöglichen, sind als für die Raumfahrt qualifizierte Bauelemente im Handel erhältlich. Der hiermit erzielbare Drehwinkel beträgt für kleine Abstände R : α = ±45°, so daß prinzipiell jede beliebige Lage der Polarisationsebene - bei Verwendung beider zur Verfügung stehenden Polarisationsebenen - möglich ist. Soll mit einer einzigen Polarisationsebene ein größerer Drehwinkelbereich (z. B. α = ±90°) benützt werden können, so muß der Abstand R unter Berücksichtigung des kleinsten Biegeradius der flexiblen Hohlleiter entsprechend vergrößert werden.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Einstellung der Polarisationsebene bei einem Speisesystem, das aus einem drehbar gelagerten Speisehorn mit einer Polarisationsweiche und zuführenden, zumindest teilweise flexiblen und senkrecht zur Drehachse angeordneten Hohlleitern mit Flanschen gleicher Querschnittslage besteht, dadurch gekennzeichnet,

   • - daß die Hauptstrahlrichtung (B) des Speisehorns (S) mit der Drehachse (D) des aus dem Speisehorn (S), der Polarisationsweiche (P) und den zuführenden Hohlleitern (H 1, H 2) bestehenden Speisesystems (SPS) zusammenfällt,
   • - daß die Flansche (A 1, A 2) der beiden zuführenden Hohlleiter (H 1, H 2) im gleichen Abstand (R) zur Drehachse (D) angeordnet sind,
   • - daß die Flansche (A 3, A 4) der ortsfest angebrachten weiterführenden Hohlleiter (H 3, H 4) in der Mittelstellung (X) des Speisesystems (SPS) bezüglich des Auslenkwinkels (±α ) symmetrisch zu den Flanschen (A 1, A 2) der zuführenden Hohlleiter (H 1, H 2) im Abstand (R) zur Drehachse (D) angeordnet sind.