DE4203376C1

DE4203376C1 - Beaming antenna with adjustable response from switchable lobe patterns - has additional search reflector of smaller dia. assigned to exciter

Info

Publication number: DE4203376C1
Application number: DE19924203376
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Schiller (Fh); Manfred 8000 Muenchen De Schaller
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2012-02-07

Abstract

The beaming reflector antenna has a switchable response pattern and an exciter (4) mounted at the focus (1) of the reflector (2). The exciter is also provided with a search reflector (3) which is smaller in diameter than the main reflector and fitted with a swivelling mechanism (5) so that it can be swivelled between a search position in which it is arranged between the exciter and the main reflector and an observing position (3') in which it only obscures the main reflector to a small degree. USE/ADVANTAGE - Can be varied to give any ratio of response width. Suitable for directional antennas.

Description

Die Erfindung betrifft eine hochbündelnde Reflektorantenne mit umschaltbarer Keulenbreite mit einem im Brennpunkt des Reflektors angeordneten Erreger.The invention relates to a high beam reflector antenna with switchable beam width with one arranged in the focal point of the reflector Pathogen.

Das Suchen eines unbekannten Senders, beispielsweise eines Satelliten, mittels einer hochbündelnden Reflektor antenne, deren dB-Breite nur einige Zehntel Grad beträgt, ist relativ schwierig und zeitraubend. Es ist daher bereits bekannt, zum Suchen eines unbekannten Senders das Diagramm der hochbündelnden Reflektorantenne durch Verschieben des Reflektors aus dem Brennpunkt (Defo kussierung) zu verbreitern. Damit läßt sich die Hauptkeule der Reflektorantenne um den Faktor 2 bis 4 verbreitern, dabei müssen jedoch stetig wachsende Nebenkeulen in Kauf genommen werden. Solche Defokussiereinrichtungen sind relativ aufwendig und teuer.Searching for an unknown station, for example of a satellite, using a high beam reflector antenna whose dB width is only a few tenths of a degree, is relatively difficult and time consuming. It is therefore already known, to search for an unknown station the diagram of the high beam reflector antenna Moving the reflector out of focus (Defo kissing). With this the main club can be widen the reflector antenna by a factor of 2 to 4, however, steadily growing side lobes have to be bought be taken. Such defocusers are relatively complex and expensive.

Es ist auch schon eine Richtantenne mit umschaltbarer Keulenbreite bekannt, bei welcher ein oder mehrere Primärstrahler derart schwenkbar im Brennpunkt des Reflektors angeordnet sind, daß der Primärstrahler entweder den Reflektor ausleuchtet oder mit geringer Bündelung direkt abstrahlt (DBP 10 36 941 und DT 25 40 762). Bei Verwendung nur eines einzigen schwenk baren Primärstrahlers läßt sich nur ein ganz bestimmtes vorgegebenes und in der Regel sehr großes Verhältnis der beiden Bündelungsbreiten erzielen, bei Verwendung von zwei getrennten Primärstrahlern ist ein zweites Sende- oder Empfangsgerät oder ein Hochfrequenzumschalter nötig.It is also a directional antenna with switchable Knot width known, in which one or more Primary spotlight so pivotable in the focus of the Reflector are arranged that the primary radiator either illuminates the reflector or with less Directly bundles (DBP 10 36 941 and DT 25 40 762). When using only one swivel ed primary radiator can only be a very specific one predetermined and usually very large ratio of the two bundling widths when used of two separate primary radiators is a second transmitter or receiving device or a high-frequency switch necessary.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hochbündelnde Reflek torantenne zu schaffen, die auf beliebige Keulenbreiten verhältnisse umschaltbar ist. It is an object of the invention to create a high-level reflect to create gate antenna on any beam width conditions is switchable.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Reflektorantenne laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kenn zeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on a reflector antenna according to the preamble of the main claim through its drawing features solved. Advantageous further training result from the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen hochbündelnden Reflektorantenne ist nur ein einfacher zusätzlicher im Durchmesser kleinerer Suchreflektor nötig, der für den Suchbetrieb einfach zwischen Erreger und Hauptreflektor geschwenkt wird und der im eigentlichen Beobachtungsbetrieb der hochbündelnden Reflektorantenne aus dem Strahlengang zwischen Erreger und Hauptreflektor herausgeschwenkt ist und zwar in eine Ruhestellung, in welcher er den Hauptreflektor minimal abschattet. Ein solcher zusätz licher Suchreflektor ist einfach und kostengünstig her stellbar, die Gesamtanordnung kann sehr preiswert rea lisiert werden, da sowohl für den Suchreflektor als auch für den Hauptreflektor für den Beobachtungsbetrieb ein und derselbe Erreger samt nachfolgenden Komponenten wie Polarisationsweichen, rauscharmen Vorverstärkern usw. benutzt wird, was bei solchen Antennenanordnungen einen wesentlichen Kostenfaktor ausmacht. Bei der erfindungs gemäßen Antenne wird der Faktor für die Verbreiterung der Hauptkeule nur durch das Durchmesserverhältnis von Suchreflektor zu Hauptreflektor bestimmt, so daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf einfache Weise auch eine Verbreiterung der Hauptkeule um den Faktor 10 er reicht werden kann, was mit den bisher bekannten Ein richtungen nicht erreichbar wäre. Die erfindungsgemäße Antenne wird in ihren Gesamtabmessungen durch den zusätz lichen Suchreflektor nicht vergrößert, der Platzbedarf wird also durch die zusätzliche Möglichkeit der Keulen verbreiterung nicht größer.In the high beam reflector antenna according to the invention is just a simple additional one in diameter smaller search reflector necessary for the search operation simply swung between the exciter and the main reflector is and in the actual observation of the high beam reflector antenna from the beam path swung out between the exciter and the main reflector is in a rest position, in which he Main reflector minimally shadowed. Such an additional Licher search reflector is simple and inexpensive adjustable, the overall arrangement can rea very inexpensive be lized because both for the search reflector and for the main reflector for observation operation and the same pathogen including the following components such as Polarization switches, low-noise preamplifiers etc. what is used in such antenna arrangements is an essential cost factor. In the invention the antenna becomes the factor for the broadening the main lobe only by the diameter ratio of Search reflector determined to main reflector, so that at the arrangement according to the invention in a simple manner a broadening of the main lobe by a factor of 10 can be enough, what with the previously known A directions would not be reachable. The invention Antenna is in its overall dimensions by the additional search reflector not enlarged, the space required is through the additional possibility of clubs broadening not bigger.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is based on a schematic Drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Fig. zeigt die Seitenansicht einer hochbündelnden Reflektorantenne mit einem im Brennpunkt 1 des Haupt reflektors 2 angeordneten Erreger 4, beispielsweise einem Hornstrahler, der über einen Hohlleiter 7 mit den nach folgenden Komponenten verbunden ist. Der Hohlleiter 7 ist in dem Stützarm 8 geführt, der mit dem Hauptreflektor 2 verbunden ist und den Erreger 4 im Brennpunkt 1 hält.The Fig. Shows the side view of a high beam reflector antenna with an arranged in the focal point 1 of the main reflector 2 exciter 4 , for example a horn, which is connected via a waveguide 7 with the following components. The waveguide 7 is guided in the support arm 8 , which is connected to the main reflector 2 and holds the exciter 4 in focus 1 .

An diesem Stützarm 8 ist ein zusätzlicher im Durchmesser d kleiner als der Durchmesser D des Hauptreflektors 2 gewählter Suchreflektor 3 schwenkbar befestigt, der Suchreflektor 3 ist über Stützen 6 mit einer Schwenkachse 5 verbunden, die drehbar am Stützarm 8 unterhalb des Erregers 4 angeordnet ist. Die Schwenkachse 5 ist über einen nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise einen Seilzug oder ein Gestänge, das im Stützarm 8 nach außen geführt ist, verschwenkbar, der Suchreflektor 3 kann damit zwischen der dargestellten voll ausgezogen gezeich neten Suchstellung und einer um 90° verschwenkten ge strichelt gezeichneten Beobachtungsstellung 3 verschwenkt werden. In der Suchstellung ist der Suchreflektor 3 un mittelbar vor den Erreger 4 geschwenkt, der Brennpunkt des Suchreflektors 3 ist in dieser Stellung gleich dem Brennpunkt 1 des Hauptreflektors, der Erreger 4 befindet sich also im Brennpunkt des Suchreflektors. Der kleinere Suchreflektor besitzt eine größere Breite der Diagramm keule als der große Hauptreflektor 2, das Verhältnis der Breite dieser Keulen hängt von dem Verhältnis der Durchmesser von Hauptreflektor und Suchreflektor ab. Im Suchbetrieb mit vor den Erreger 4 geschwenkten Such reflektor 3 kann damit mit relativ großer Keulenbreite ein Sender gesucht werden, wenn dieser gefunden ist wird durch Verschwenken des Suchreflektors 3 in die Beobach tungsstellung 3′ der Strahlenweg zwischen Erreger 4 und Hauptreflektor 2 wieder freigegeben und die Antenne empfängt dann wieder mit einer schmalen Hauptkeule mit hohem Gewinn und großer Bündelung den gesuchten Sender.On this support arm 8 is an additional in the diameter d smaller than the diameter D of the main reflector 2 selected search reflector 3 pivotally mounted, the search reflector 3 is connected via supports 6 with a pivot axis 5, which is rotatably mounted on the support arm 8 below the pathogen. 4 The pivot axis 5 is pivotable via a drive, not shown, for example a cable or a linkage which is guided to the outside in the support arm 8 , the search reflector 3 can thus be drawn between the illustrated fully drawn drawn search position and a 90 ° pivoted ge dashed line Observation position 3 can be pivoted. In the search position, the search reflector 3 is pivoted un directly in front of the exciter 4 , the focus of the search reflector 3 in this position is equal to the focus 1 of the main reflector, the exciter 4 is therefore in the focus of the search reflector. The smaller search reflector has a larger width of the diagram lobe than the large main reflector 2 , the ratio of the width of these lobes depends on the ratio of the diameter of the main reflector and search reflector. In search mode with pivoted in front of the exciter 4 search reflector 3 can thus be searched for a transmitter with a relatively large lobe width, if this is found by pivoting the search reflector 3 in the observation position 3 'the beam path between the exciter 4 and the main reflector 2 is released again and Antenna then receives the sought transmitter again with a narrow main lobe with high gain and large bundling.

Der Durchmesser d des Suchreflektors 3 ist vorzugsweise nur etwa 1/10 so groß wie der Durchmesser D des Haupt reflektors 2. Das Verhältnis von Brennweite f zu Durch messer d des Suchreflektors 3 wird gleich oder vorzugs weise kleiner als das Verhältnis F zu D des Hauptreflek tors gewählt. Dadurch wird im Suchbetrieb ein Überstrahlen des Erregers über den Suchreflektor auf den Hauptreflektor reduziert und so der Einfluß des Hauptreflektors auf das Strahlungsverhalten des Suchreflektors minimiert.The diameter d of the search reflector 3 is preferably only about 1/10 as large as the diameter D of the main reflector 2nd The ratio of the focal length f to the diameter d of the search reflector 3 is chosen equal or preferably smaller than the ratio F to D of the main reflector. As a result, overexposure of the exciter to the main reflector via the search reflector is reduced in search mode, and the influence of the main reflector on the radiation behavior of the search reflector is thus minimized.

In der Beoachtungsstellung 3′ soll der Suchreflektor den Strahlengang des Hauptreflektors 2 möglichst wenig beeinflussen, vorzugsweise wird in der Beobachtungsstel lung der Suchreflektor in die dargestellte Stellung ver schwenkt, in welcher seine Achse 9 senkrecht zur Achse 10 des Hauptreflektors steht, in dieser Stellung wird die Abschattung des Suchreflektors auf den Hauptreflektor minimiert.In the observation position 3 ', the search reflector should influence the beam path of the main reflector 2 as little as possible, preferably in the observation position, the search reflector swings ver into the position shown, in which its axis 9 is perpendicular to the axis 10 of the main reflector, in this position the Shading of the search reflector on the main reflector minimized.

Der Schwenkmechanismus für den Suchreflektor wird im Bereich des Brennpunktes so klein wie möglich gehalten, der eigentliche Antriebsmechanismus für das Verschwenken des Suchreflektors wird daher vorzugsweise außerhalb des Hauptreflektors 2 angeordnet und die Antriebsver bindung über den Stützarm 8 hergestellt. Dadurch werden zusätzliche Abschattungen des Hauptreflektors vermieden. Um auch die Abschattung des Suchreflektors so klein wie möglich zu halten wird die Schwenkachse 5 seitlich versetzt gegenüber dem Erreger 4 angeordnet. Der An triebsmechanismus für das Verschwenken des Suchreflektors besitzt vorzugsweise ein bistabiles Verhalten, so daß der Suchreflektor jeweils selbsttätig die Suchstellung bzw. Beobachtungsstellung einnimmt und nur zum Einleiten des Umschaltvorgangs eine Antriebsenergie nötig ist.The pivoting mechanism for the search reflector is kept as small as possible in the area of the focal point, the actual drive mechanism for pivoting the search reflector is therefore preferably arranged outside the main reflector 2 and the driving connection is made via the support arm 8 . This prevents additional shadowing of the main reflector. In order to keep the shading of the search reflector as small as possible, the pivot axis 5 is laterally offset from the exciter 4 . At the drive mechanism for pivoting the search reflector preferably has a bistable behavior, so that the search reflector automatically occupies the search position or observation position and a drive energy is only required to initiate the switching process.

Claims

1. high beam reflector antenna with switchable beam width with a focal point ( 1 ) of the reflector ( 2 ) arranged exciter ( 4 ), characterized in that the exciter ( 4 ) is assigned a further smaller search reflector ( 3 ), which has a Swivel mechanism ( 5 ) between a search position, in which it is arranged between the exciter ( 4 ) and the larger reflector ( 2 ) in front of this exciter ( 4 ), and a monitoring position ( 3 '), in which it is the larger reflector ( 2 ) least shadows, is pivotable.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the diameter (d) of the search reflector ( 3 ) is only about 1/10 as large as the diameter (D) of the larger reflector ( 2 ).

3. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the axis ( 9 ) of the search reflector ( 3 ) in the search position with the axis ( 10 ) of the larger reflector ( 2 ) matches and in the observation position ( 3 ') Axis ( 9 ) of the search reflector ( 3 ) is tilted perpendicular to the axis ( 10 ) of the larger reflector ( 2 ).

4. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of focal length (f) to the diameter (d) of the search reflector ( 3 ) is equal to or less than that of the larger reflector ( 2 ).

5. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the pivoting mechanism ( 5 ) of the search reflector ( 3 ) has a pivot axis ( 5 ) arranged in the vicinity of the focal point ( 1 ), which has a support arm ( 8 ) of the exciter ( 4 ) guided drive can be actuated.

6. Antenna according to claim 5, characterized in that the pivot axis ( 5 ) with respect to the focal point ( 1 ) and the axis ( 9 ) of the search reflector ( 3 ) is laterally offset.

7. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the Swivel mechanism exhibits bistable behavior and each the search or observation position automatically maintains.