DE68906016T2

DE68906016T2 - Antennensystem mit richtkeulenabtaster in azimut und einer auswaehlbaren polarisation.

Info

Publication number: DE68906016T2
Application number: DE8989123067T
Authority: DE
Inventors: George I Tsuda
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: EP0384021A1; JP2584518B2; JPH02219305A; CA2004724A1; IL92591A; DE68906016D1; US4939526A; EP0384021B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Antennensysteme im allgemeinen und insbesondere rotierende Richtstrahl-Antennen mit Polarisationssteuerung.
In vielen Anwendungsbereichen ist es wünschenswert, ein Antennensystem bereitzustellen, das in der Lage ist, einen Strahl über einen Azimuth von 360º abtastend zu führen, d.h. beispielsweise eine horizontale Abtastung durchzuführen. In vielen derartigen Anwendungen wird ein rotierbares Antennensystem verwendet. Viele rotierbare Antennensysteme verwenden eine Hochfrequenz-Rotationszuführung, wobei die HF-Zuführung zusammen mit der Antenne gedreht wird. Indessen sind HF-Rotationszuführungen insofern bekannt geworden, als daß sie insbesondere dann unzuverlässig sind, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Antenne erheblich ist und wenn ausgedehnte Perioden einer kontinuierlichen Benutzung benötigt werden. Darüberhinaus sind Rotationsverbindungen für den Betrieb bei Millimeterwellenfrequenzen schwierig herzustellen.
Einige Antennensysteme umgehen die Notwendigkeit einer HF- Rotationsverbindung, indem die Zuführung fest im Hinblick auf ihren Ort fixiert wird, während ein Reflektor um die Zuführungsachse gedreht wird, um so die gewünschte Abtastung bereitzustellen. Eine Einschränkung derartiger Systeme bestand dahingehend, daß sie nicht für einen fest-linear polarisierten Strahl über die Abtastung hinweg sorgen. Wenn die Zuführung stationär verbleibt und der Reflektor um die Zuführungsachse gedreht wird, dann variiert die Orientierung der Polarisation während jeder 90º Drehung des Reflektors um 90º. Beispielsweise kann sich die Polarisation von horizontal in vertikal während der 90º einer Abtastung ändern. Daher alterniert die Polarisation für jede Umdrehung des Reflektors zwei mal zwischen vertikal und horizontal. Wenn die Zuführung nicht zirkular polarisiert ist, dann wird keine Energie für orthogonale lineare Polarisationen empfangen werden. Wenn die Zuführung zirkular polarisiert ist, dann werden Energieverluste von 3 dB für Lineare Polarisationen erhalten, sowie ein vollständiger Verlust, wenn die empfangene Energie im entgegengesetzten Sinn polarisiert ist wie die Zuführung. Wenn ein Orthomode-Wandler bei der fixierten Zuführung eingesetzt wird, um eine fixierte lineare Polarisation einzufangen, dann wird die Energie zwischen den Toren des Wandlers in Abhängigkeit der Position des Reflektors geschaltet. Daher treten weitere Schwierigkeiten bei der Anwendung eines Umschalt-Schaltkreises bei den Ausgängen des Wandlers auf, um die gewünschte Polarisation zu dem Prozessor zu leiten.
Ein Verfahren, um die gleiche Polarisation über die Abtastung hinweg aufrechtzuerhalten, liegt in der Verwendung von einer Mehrzahl von Zuführungen im Zusammenhang mit einem sich drehenden Reflektor. Ein derartiges Verfahren wird von M. I. Skolnik, INTRODUCTION TO RADAR SYSTEMS, 2 ed., McGraw- Hill, 1980, S. 243 - 244 diskutiert. Indessen weist ein derartiges System eine erheblich höhere Komplexität auf als ein System mit einer einzelnen Zuführung, und zwar einschließlich der Regelung des Zeitverhaltens für die Inbetriebsetzung der Zuführungen; darüberhinaus weist es eine vergleichsweise grobe physikalische Größe und ein hohes Gewicht auf.
In den meisten Anwendungen ist es wünschenswert, ein Antennensystem bereitzustellen, das die gleiche Polarisation aufweist wie ein bestimmtes Target, und zwar über die gesamte Abtastung hinweg. Für eine maximale empfangene Signalstärke sollte die empfangende Antenne in der gleichen Art und Weise polarisiert sein wie das zu empfangende Signal. Wenn die Orientierungen der linearen Polarisationen unterschiedlich sind, dann wird die extrahierte Energie vermindert, und zwar proportional zu dem Kosinus des relativen Winkels zwischen ihnen. Wenn eine zirkular polarisierte Zuführung verwendet wird, dann tritt ein Verlust von 3 dB infolge der Polarisationsfehlanpassung auf. In einigen Anwendungen ist dieser Verlust von 3 dB signifikant.
Demgemäß ist es wünschenswert, ein rotierbares Antennensystem bereitzustellen, bei dem die Probleme, die mit einer Rotationszuführung verbunden sind, nicht auftreten und das in einer effizienten Art und Weise bei Millimeterwellenfrequenzen arbeiten kann, und das eine fixierte lineare Polarisation über seine 360º-Abtastung hinweg aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, wenn nicht alle, dann zumindest die meisten der oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu überwinden, indem ein rotierender Reflektor bereitgestellt wird, an dem ein Zirkular-Polarisator angekoppelt ist, wobei der Reflektor und der Zirkular-Polarisator über eine feste Zuführung gespeist werden, welche ihrerseits einen Zirkular-Polarisator enthält.
In dem Antennensystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein rotierender Reflektor verwendet, um eine Strahlabtastung über einen vorherbestimmten Winkel bereitzustellen. Dieser Winkel kann beispielsweise 360º sein. In einer Empfangsfunktion funktioniert ein Zirkular-Polarisator, der in Verbindung mit dem Reflektor eingesetzt wird, dahingehend, um die mittels der Strahlabtastung empfangene, linear polarisierte Energie in zirkular polarisierte Energie zu konvertieren. Die fixierte Zuführung der Antenne ist derartig konfiguriert, daß die reflektierte, zirkular polarisierte Energie empfangen wird und diese Energie in linear polarisierte Energie konvertiert wird. Während einer Sendefunktion konvertiert der Zirkular-Polarisator in der fixierten Zuführung linear polarisierte Energie, die er von der Verarbeitungsausrüstung empfangen hat, in zirkular polarisierte Energie und speist diese Energie zum Reflektor. Der Zirkular-Polarisator in dem Reflektor konvertiert dann diese Energie für die Transmission in linear polarisierte Energie. Indem nur zirkular polarisierte Energie zwischen dem Reflektor und der fixierten Zuführung geführt wird, kann das Antennensystem gleichermaßen die gleiche lineare Polarisation der Energie über ihren 360º Strahl-Abtastwinkel empfangen.
Die Orientierung der zwei Zirkular-Polarisatoren kann im Hinblick zueinander justiert werden, um beliebige bestimmte Linearpolarisationen der Energie über den Strahlabtastwinkel hinweg zu empfangen. Beispielsweise können sie so orientiert werden, daß das Antennensystem vertikal polarisierte Energie empfängt, oder sie können so orientiert werden, daß das Antennensystem horizontal polarisierte Energie empfängt. Die zu empfangende Polarisation eines Antennensystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher frei wählbar. Ein Orthomode-Wandler kann mit der Zuführung verbunden werden und beide Polarisationskomponenten der empfangenen Energie können verarbeitet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung leichter verstanden, die in Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung zu verstehen ist. Es zeigt:
Fig. 1 Ein Antennensystem gemäß dem Stand der Technik, das einen rotierbaren Reflektor mit einer Zirkular-Polarisations-Zuführung aufweist;
Fig. 2 Ein Antennensystem gemäß dem Stand der Technik, das einen rotierbaren Reflektor und eine Zirkular-Polarisations-Zuführung aufweist, wobei der Empfang eines vertikal polarisierten Signals angedeutet ist;
Fig. 3 Eine andere Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Antennensystems, das den Empfang eines vertikal polarisierten Signals zeigt, das um 90º versetzt von dem in Fig. 2 gezeigten Signal angeordnet ist;
Fig.4 Ein schematisches Diagramm eines Antennensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig.5 Eine Ansicht eines Zirkular-Polarisators vom Reflexionstyp, der in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 6 Eine partielle Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Zirkular-Polarisators;
Fig. 7 Ein Diagramm eines "Offset"-Antennensystems vom Cassegrain-Typ, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung einsetzt und
Fig. 8 Eine weitere Ausführungsform eines Antennensystems gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem die Radarkuppel einen Zirkular-Polarisator vom Transmissionstyp enthält.

Detailllerte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um sich auf gleiche oder entsprechende Elemente in den verschiedenen Figuren der Zeichnung zu beziehen. Unter Bezugnahme auf die Zeichnung im besonderen ist in Fig. 1 ein Antennensystem 10 mit rotierendem Reflektor dargestellt, in dem eine HF-Zuführung 12 bezüglich ihrer Position fixiert ist und in dem der Reflektor 14 um die Zuführungsachse rotiert. Die Oberfläche des Reflektors 14 ist derartig ausgebildet, daß die gewünschte Strahlform bereitgestellt wird. Die fixierte HF-Zuführung 12 ist typischerweise konfiguriert, um zirkular polarisierte Energie zu empfangen. In den Fällen, in denen linear polarisierte Energie von dem Antennensystem 10 zu empfangen ist, wird die Orientierung der linear polarisierten Energie, die von dem Reflektor 14 zu der fixierten Zuführung 12 reflektiert wird, über den Strahl-Abtastwinkel hinweg variieren. Diese Charakteristik ist in den Figuren 2 und 3 gezeigt und beschrieben.
Fig. 2 illustriert wie ein HF-Signal, das eine vertikale Polarisation aufweist, von einem rotierenden Reflektor reflektiert wird, und zwar derart, daß die empfangene Energie scheinbar eine erste Polarisation aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein RF-Signal von einem Ziel, das durch den Vektor "a-b" dargestellt ist, in der vertikalen Richtung linear polarisiert und es wird von der reflektierenden Oberfläche 18 reflektiert. Die Zuführung 16 ist bezüglich ihrer Position fixiert und das reflektierte Signal scheint bezüglich der Zuführung 16 in einer ersten Richtung polarisiert zu sein, wie durch den Vektor "a'-b'" angedeutet.
In Fig. 3 ist der Reflektor 18 um 90º von der in Fig. 2 gezeigten Position gedreht, während die fixierte Zuführung bei der gleichen, wie in Fig. 2 gezeigten Position verbleibt. Ein vertikal polarisiertes HF-Signal, das durch den Vektor "c-d" dargestellt ist, wird von einem Ziel empfangen und es wird derartig im Hinblick auf die Zuführung 16 reflektiert, daß es in einer zweiten Richtung polarisiert erscheint, nämlich orthogonal zu der ersten Richtung, wie durch den Vektor "c'-d'" angedeutet. Daher sind, obgleich die von dem Reflektor 18 empfangenen und in den Figs. 2 und 3 gezeigten Signale identisch polarisiert sind, die zu der fixierten Zuführung 16 reflektierten Signale um 90º bezüglich ihrer Orientierung verschieden.
Wenn der Reflektor 18 um 180º von der in Fig. 3 gezeigten Position gedreht werden würde, dann würde der bei der Zuführung 16 empfangene Vektor gleichfalls in der zweiten Richtung polarisiert sein, aber er wäre von dem in Fig. 3 gezeigten Vektor "c'-d'" um 180º verschoben. Das gleiche wäre in dem Fall einer 180º-Drehung in Fig. 2 der Fall. Daher ändert sich für das in Fig. 1 gezeigte Antennensystem gemäß dem Stand der Technik die Orientierung des Strahls im Hinblick auf die Zuführung 16 vier mal während einer vollständigen Umdrehung. Wenn die Zuführung 16 zirkular polarisiert wäre, dann würde ein Polarisations-Fehlanpassungs-Verlust von 3 dB auftreten. Wenn die Zuführung 16 linear polarisiert wäre, dann würde das empfangene Signal sinusförmig im Hinblick auf die Amplitude mit einer Periode von 2 Zyklen pro 360º-Abtastung variieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist nun eine Ausführungsform eines Antennensystems 30 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das gezeigte Antennensystem verwendet eine figxierte Zuführung, sie erfährt aber keine Polarisations- Fehlanpassungs-Verluste von 3 dB wie die Systeme gemäß dem Stand der Technik. Das Antennensystem 30 kompensiert die Änderungen der Orientierung von linear polarisierten Signalen, die von Systemen gemäß dem Stand der Technik erfahren werden, und es ermöglicht den Empfang von festen linear-polarisierten Signalen über die gesamte 360º-Abtastung der Antenne hinweg.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Prinzipien der Reziprozität für die im folgenden beschriebenen Strukturen anzuwenden sind. D. h., daß die Strukturen in der Lage sind, sowohl zu senden als auch zu empfangen. Obgleich im folgenden vorwiegend im Zusammenhang mit einer Empfangsanwendung beschrieben, sollte dies nicht so verstanden werden, daß dies die Erfindung begrenzt. Die Erfindung ist gleichfalls zum Senden geeignet, die Beschreibung im Hinblick nur auf den Empfang, ist nur aufgrund der Bequemlichkeit durchgeführt worden.
Das in Fig. 4 gezeigte Offset-Cassegrain-Antennensystem 30 umfaßt einen ersten Reflektor 32, der angeordnet ist, um Energie aus dem Fernfeld zu empfangen. Das System 30 umfaßt darüberhinaus einen zweiten Reflektor 34 (Subreflektor), welcher sich mit dem ersten Reflektor 32 bewegt und der sich im Verhältnis zu dem ersten Reflektor 32 derartig positioniert befindet, dar er die reflektierte Energie empfängt. Der Subreflektor 34 enthält einen Zirkular-Polarisator 36 vom Reflexionstyp, welcher die entsprechend reflektierte Energie zirkular polarisiert. Darüberhinaus enthält das Antennensystem 30 eine fixierte Zuführung 38, die in dieser Ausführungsform ein kreisförmiger Wellenleiter ist und die einen Zirkular-Polarisator 40 enthält. Der Zirkular-Polarisator 40 kann mittels einer dielektrischen Scheibe, eines Knopfes, eines zerquetschten Wellenleiters oder ähnlicher Techniken implementiert werden, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Weitere Informationen bezüglich derartiger Einrichtungen sind beispielsweise R. C. Johnson und H. Jasik, ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK, 2 ed., McGraw-Hill, 1984, S. 23-20 bis 23-28 zu entnehmen.
Der auf dem Subreflektor 34 montierte Zirkular-Polarisator 36 befindet sich in einer festen Entfernung von der fixierten Zuführung 38 und dreht sich um die Achse der Zuführung 42.
Der Zirkular-Polarisator 36 vom Reflexionstyp ist in Fig. 5 gezeigt und umfaßt eine mit Spalten versehene Platte oder ein Gitter, die detaillierter in Fig. 6 gezeigt sind. Die Entfernung zwischen den Lamellen 44 beträgt weniger als λ/2 und die Höhe der Lamellen 44 ist ungefähr λ/8. Die Breite einer jeden Lamelle 44 ist erheblich geringer als λ. Andere Typen von Zirkular-Polarisatoren können auch verwendet werden. Dies ist so zu verstehen, daß die Bezugnahme auf den einen, in den Figs. 5 und 6 gezeigten Polarisator nicht so zu verstehen ist, daß dadurch die Erfindung begrenzt wird, sondern vielmehr so, daß dadurch die Erfindung nur mittels eines Beispiels spezifiziert wird. Für weitere Details betreffend derartige Einrichtungen vergleiche R. C. Johnson und H. Jasik, ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK, 2. Ausg., McGraw-Hill, 1984, S. 23-25 bis 23-28.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 wird ein linear polarisiertes Signal 46 von dem ersten Reflektor 32 empfangen. Der erste Reflektor 32 reflektiert dann die Energie zu dem Subreflektor 34, der den Zirkular-Polarisator 36 enthält. Dieser Polarisator 36 polarisiert die reflektierte Energie zirkular und führt derartige, zirkular polarisierte Energie 48 zu der fixierten Zuführung 38. Eine bildhafte Darstellung der zirkular polarisierten Energie 48 ist in Fig. 4 dargestellt. Die fixierte Zuführung 38 und ihr Zirkular-Polarisator 40 wirken dahergehend, daß die empfangene zirkular polarisierte Energie linear polarisiert wird. Daher wirkt in dem Fall, in dem das Antennensystem 30 in einem Empfangsmode verwendet wird, der Zirkular-Polarisator 40 in der fixierten Zuführung 38 dahingehend, daß die empfangene Energie zurück in den linear polarisierten Zustand entpolarisiert wird. In dem Fall, in dem das Antennensystem 30 verwendet wird, um Energie zu senden, wirkt der Zirkular-Polarisator 40 in der fixierten Zuführung 38 dahingehend, die Energie zirkular zu polarisieren und der Zirkular-Polarisator 36 in dem Subreflektor 34 wirkt dahingehend, diese Energie in ein linear polarisiertes Signal zu entpolarisieren.
Daher wird, wie zuvor beschrieben, nur zirkular polarisierte Energie zwischen der sich drehenden Vorrichtung und ihrer fixierten Zuführung eingekoppelt. Aufgrund dieses Merkmals beeinflußt die Rotationsposition des ersten Reflektors 32 im Hinblick auf die fixierte Zuführung 38 die Orientierung des Signalausgangs 50 bei der fixierten Zuführung 38 nicht, da nur gleiche polarisierte Signale beim Ausgang 50 empfangen werden. Die Rotationsorientierung des Gitterpolarisators 36 bestimmt, welche Polarisation am effizientesten durch das Antennensystem 30 verarbeitet werden wird. Diese relative Rotation kann erzielt werden, indem der Zirkular-Polarisator 36, der auf dem Subreflektor 34 befestigt ist, um die Achse 52 gedreht wird. Beispielsweise können die polarisierenden Gitter auf dem Zirkular-Polarisator 36 um 45º um die Achse 52 gedreht werden, um um 45º abgeschrägte linear polarisierte Signale zu empfangen.
Es ist bekannt, daß indem man zwei Zirkular-Polarisatoren 36 und 40 in einer Kaskadenanordnung kombiniert, ein rotierbarer Linearpolarisator die Folge ist. Der erste Zirkular-Polarisator kann eine Komponente des E-Feldvektors bezüglich der anderen Komponente um einen vorherbestimmten Betrag, wie beispielsweise um 90º nach vorne verschieben bzw. verzögern. Indem der zweite Zirkular-Polarisator hinzugefügt wird, kann die gleiche Komponente entsprechend verzögert oder beschleunigt werden, oder sie kann um einen zusätzlichen Betrag nach vorne befördert bzw. verzögert werden. In dem Fall, in dem ein Antennensystem mit variabler Polarisation verlangt wird, können Vorrichtungen vorgesehen werden, um den Zirkular-Polarisator 36 um seine Achse 52 in Abhängigkeit der Position des ersten Reflektors 32 bei seiner Abtastung zu drehen. Beide Zirkular-Polarisatoren sind vom gleichen Sinn, d. h. sie sind beide entweder rechtshändig zirkular polarisiert oder linkshändig zirkular polarisiert. In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform würde der Zirkular-Polarisator 36 derartig orientiert werden, daß er den gleichen Sinn aufweist wie der fixierte Zirkular-Polarisator 40 in der Zuführung.
Da die Energie, die zwischen dem rotierenden Teil des Antennensystems und der festen Zuführung 38 des Antennensystems eingekoppelt ist, zirkular polarisiert ist, und da die feste Zuführung einen anderen Zirkular-Polarisator enthält, der die Energie zurück in einen linear polarisierten Zustand konvertiert, werden keine Polarisations-Fehlanpassungsverluste von 3 dB auftreten, wie sie in den Techniken gemäß dem Stand der Technik auftreten.
Die obigen Merkmale sorgen für ein Antennensystem, das durch den Ort des Ziels in der Abtastung nicht beeinflußt wird. Wenn es zum Beispiel erwünscht ist, vertikal-linear polarisierte Ziele über die 360º-Abtastung des ersten Reflektors hinweg zu detektieren, dann wird das Antennensystem gemäß der vorliegenden Erfindung über die fixierte Zuführung 32 die gleiche Orientierung für das Targetsignal ausgeben, und zwar unabhängig von der Rotationsposition des ersten Reflektors 32 und der des Subreflektors 34. Dies geschieht vorwiegend deshalb, da die bei dem ersten Reflektor 32 empfangene Energie sich immer bei der gleichen Polarisierung bezüglich des ersten Zirkular-Polarisators 36 befindet, und weil zirkular polarisierte Energie zu der fixierten Zuführung 38 geführt wird.
Eine Ausführungsform eines Antennensystems 30 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt. In dieser Ausführungsform wird eine fixierte Zuführung 38 in einem Gehäuse 54 befestigt. Ein Rahmen 56 wird rotierbar auf dem Gehäuse 54 befestigt und er trägt einen ersten Reflektor 32 und einen Subreflektor 34. Der erste Reflektor 32 ist derartig geformt, daß die gewünschte Antennenverstärkung- und das gewünschte Signalmuster erzielt wird. Ein Zirkular-Polarisator 36 vom Reflexionstyp ist mit dem Subreflektor 34 gekoppelt. Die fixierte Zuführung 38 umfaßt einen Zirkular-Polarisator 40 und einen Orthomode-Wandler 58, der verwendet werden kann, um orthogonale Polarisationen zu empfangen. Ein Orthomode-Wandler 58 ist gleichfalls in Fig 4 gezeigt.
In dem Fall, in dem ein Orthomode-Wandler 58 eingesetzt wird, werden die Spalten 43 des Zirkular-Polarisators 36 im allgemeinen unter 45º im Raum bezüglich der Orientierung der linearen Polarisation orientiert sein, die wünschenswerterweise empfangen werden soll. Beispielsweise werden die Spalten 43 für vertikale oder horizontale Polarisationen bei + /45º von der Vertikalen orientiert sein, und zwar in Abhängigkeit davon, welches Tor des Orthomode-Wandlers verwendet wird, oder welchen Kreissinn der Zirkular-Polarisator 40 hat. Wenn ein Orthomode-Wandler verwendet wird, dann wird ein Tor vertikal polarisierte Signale empfangen, und das orthogonale Tor wird horizontal polarisierte Signale empfangen. Wenn die polarisierenden Spalten 43 vertikal oder horizontal orientiert sind, dann wird das Empfangssignal angepaßt werden, um linear um +/- 45º abgeschrägt zu sein, und zwar in Abhängigkeit der Orthomode-Wandlertore.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Zirkular-Polarisator auf dem ersten Reflektor 32 befestigt werden, anstelle auf dem Subreflektor 34.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindfung kann ein Antennensystem mit einem einzelnen Reflektor verwendet werden. Dieser einzelne Reflektor kann den ersten Zirkular-Polarisator auf sich befestigt aufweisen. Dieser Reflektor wäre dann entsprechend ausgebildet, um die gewünschte Strahlform bereitzustellen.
Eine andere Ausführungsform ist schematisch in Fig. 8 gezeigt. In dieser Ausführungsform umgibt eine Radarkuppel 60 den Reflektor 62. In der Radarkuppel 60 montiert befindet sich ein Zirkular-Polarisator 64 vom Transmissionstyp, so wie beispielsweise eine "Meander-Line" (für weitere Details betreffend derartige Zirkular-Polarisatoren wird auf R. C. Johnson und H. Jasik, ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK, 2. Ausg., McGraw-Hill, 1984, S. 46-10 bis 46-14 verwiesen). Die zirkular polarisierte Energie, die von der Radarkuppel 60 kommend bei dem Reflektor 62 empfangen wird, wird zu der fixierten Zuführung 38 reflektiert, die einen Zirkular- Polarisator 40 enthält.
Insgesamt ist ein neues und brauchbares Antennensystem gezeigt und beschrieben worden, das in der Lage ist, für eine Strahlabtastung zu sorgen, ohne dabei eine Rotationsverbindung zu verwenden. Das Antennensystem ist in der Lage, eine ausgewählte lineare Polarisation der Energie über einen 360º-Strahl-Abtastwinkel effizient zu verarbeiten, und zwar mit einer fixierten Zuführung, ohne dabei Leistungsverluste infolge von orthogonalen Polarisationen oder Polaristions- Fehlanpassungen zu erfahren.

Claims

1. Ein Abtast-Antennensystem (30) zur Verarbeitung linear polarisierter Signale (46), wobei das System einen Strahl bereitstellt, der über einen vorherbestimmten Abtastwinkel abtastend führbar ist, wobei das System aufweist:

Reflektorvorrichtungen (32, 34; 62), die um eine Achse (42) rotierbar sind, um den Strahl zu bilden, um die Energie des Strahls zu reflektieren und um die Energie entlang der Achse (42) zu reflektieren, und die einen ersten Zirkular-Polarisator (36; 64) umfassen, um auf von den Reflektorvorrichtungen (32, 34; 62) verarbeitete Energie zu wirken, gekennzeichnet durch

eine fixierte Zuführung (38), welche ein erstes Tor (51) aufweist, und die entlang der Achse (42) angeordnet ist und die im Hinblick zu ihr fest in ihrer Position fixiert ist, um zirkular polarisierte Energie (48) entlang der Achse zwischen ihrem ersten Tor (51) und den Reflektorvorrichtungen (32, 34; 62) zu führen, und die ein zweites Tor (50) aufweist, durch das linear polarisierte Energie geführt wird; und

einem zweiten Zirkular-Polarisator (40), der in der fixierten Zuführung (38) angeordnet ist, um auf Energie zu wirken, die durch die Zuführung verarbeitet wurde und die den gleichen Polarisationssinn aufweist wie der erste Zirkular-Polarisator (36; 64).

2. Das Antennensystem nach Anspruch 1, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) derartig angeordnet ist, daß er die Achse (42) schneidet.

3. Das Antennensystem nach Anspruch 2, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) auf den Reflektorvorrichtungen (32, 34) befestigt ist.

4. Das Antennensystem nach Anspruch 3, worin die Reflektorvorrichtungen (32, 34) einen ersten Reflektor (32) umfassen, der eine Form aufweist, die ausgewählt ist, um die gewünschte Strahlform zu erzielen, sowie einen Subreflektor (34), der derartig angeordnet ist, daß er die Achse (42) schneidet und daß er um die Achse (42) zusammen mit dem ersten Reflektor (32) rotiert.

5. Das Antennensystem nach Anspruch 3, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) auf dem Subreflektor (34) befestigt ist.

6. Das Antennensystem nach Anspruch 5, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) einen Zirkular-Polarisator vom Reflexionstyp umfaßt.

7. Das Antennensystem nach Anspruch 5, worin die fixierte Zuführung (38) einen Orthomode-Wandler (58) umfaßt, um orthogonale Polarisationen von linear polarisierter Energie zu führen.

8. Das Antennensystem nach Anspruch 1, worin der erste Zirkular-Polarisator (64) derartig angeordnet ist, daß er auf die einfallende Strahlenergie wirkt, bevor sie entlang der Achse (42) von den Reflektorvorrichtungen (62) reflektiert wird.

9. Das Antennensystem nach Anspruch 8, worin der erste Zirkular-Polarisator (64) derartig angeordnet ist, daß er die Reflektorvorrichtungen (62) über den Strahlabtastwinkel hin umgibt.

10. Das Antennensystem nach Anspruch 9, welches des weiteren eine Radarkuppel (60) enthält, die die Reflektorvorrichtungen (62) umgibt, wobei der erste Zirkular-Polarisator (64) in der Radarkuppel angeordnet ist.

11. Das Antennensystem nach Anspruch 1, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) derartig angeordnet ist, daß er auf die einfallende Strahlenergie wirkt, nachdem sie entlang der Achse (42) durch die Reflektorvorrichtungen (34) reflektiert worden ist.

12. Das Antennensystem nach Anspruch 11, worin der erste Zirkular-Polarisator (36) derartig angeordnet ist, daß er die Reflektorvorrichtung (34) über den Strahlabtastwinkel hinweg umgibt.

13. Das Antennensystem nach Anspruch 12, welches des weiteren eine Radarkuppel enthält, die die Reflektorvorrichtungen (32, 34) umgibt, wobei der erste Zirkular-Polarisator (36) innerhalb der Radarkuppel angeordnet ist.