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Mittels
Druckguss gießbare,
gewellte Hornstrahler zum Erzeugen von elliptischen Strahlenbündeln.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf gewellte Hornstrahler, genauer
gesagt auf gewellte Hornstrahler, die elliptische Strahlenbündel erzeugen und
unter Verwendung herkömmlicher
Druckgussverfahren herstellbar sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kreisförmige und
elliptische, gewellte Hornstrahler sind im Stand der Technik bekannt.
Kreisförmige,
gewellte Hornstrahler erzeugen eine Antenne mit Niederseiten- und
Rückkeulen,
einem rotationssymmetrischen Strahlungsmuster und Breitbandleistung.
Beispielsweise lehrt das
US-Patent
Nr. 3,618,106 von Bryant die Verwendung einer gewellten
Wellenführung
zum Erzeugen von Antennen-Feed-Hornstrahlern. Die Wellen erstrecken
sich über
die Länge
des Hornstrahlers, und sowohl die Querschnittsabmessungen des Hornstrahlers
als auch die Höhe
der Wellen sind geneigt, um eine breite Bandbreite und eine gute
Impedanzübereinstimmung
an jedem Ende des Hornstrahlers zu erzielen. Die genauen Richtlinien
für die
Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel
und der Strahlbreite sind in CLARRICOATS, P.J.B. & OLVER, A.D., "Corrugated Horns
for Microwave Antennas",
(Peter Peregrinus, Ltd., 1984) beschrieben und durch diese Bezugnahme
hierin aufgenommen. Elliptische gewellte Wellenführungen werden zunehmend populär in Bezug
auf die Herstellung elliptisch konturierter Strahlenbündel mit
hoher Polarisationsreinheit. Jedoch sind elliptische gewellte Hornstrahler
teuer in der Herstellung, da sie schwer zu bearbeiten sind und da
es nicht praktikabel ist, diese mit Hilfe von Druckguss als eine einzelne
Einheit zu gießen.
Dies liegt hauptsächlich daran,
dass die Stege in einem Winkel in Bezug auf die Hornachse ausgerichtet
sind, weshalb ein Druckgießen
unmöglich
ist.
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Ein
mittels Druckguss herstellbarer, gewellter Hornstrahler, der Stege
aufweist, die parallel zu der Hornachse ausgerichtet sind, wurde
bereits entwickelt. Bei dieser Konstruktion ist der gewellte Hornstrahler
jedoch kreisförmig
und erzeugt nur ein kreisförmiges
Strahlenbündel.
Es wird davon ausgegangen, dass bislang kein druckgegossener, elliptischer, gewellter
Hornstrahler kommerziell erhältlich
ist, und dass die einzigen elliptischen, gewellten Hornstrahler,
die erhältlich
sind, sehr teuer in der Herstellung sind, da die Stege relativ zu
der Hornachse ausgerichtet sind.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mittels Druckguss
herstellbaren oder in sonstiger Weise leicht herzustellenden, gewellten Hornstrahler
zu schaffen, der ein elliptisches Strahlenbündel zur Verwendung bei einer
elliptischen Antenne erzeugt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mittels
Druckguss herstellbaren, gewellten Hornstrahler zu schaffen, der
nicht-kreisförmige
und/oder nicht-symmetrische
Strahlenbündel für eine Mehrzahl
von Antennenanwendungen erzeugt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gewellten Hornstrahler,
der elliptische und andere, nicht-kreisförmige Strahlenbündel über ein
enges oder breites Frequenzband erzeugt, und der mittels Druckguss
herstellbar oder in sonstiger Weise leicht numerisch zu bearbeiten
ist. Der Hornstrahlerbereich umfasst Umfangsstege, die derart ausgerichtet
sind, dass sie parallel und nicht senkrecht zu der Hornachse angeordnet
oder in einem anderen Winkel im Bezug auf die Hornachse positioniert
sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Hornstrahler einfach derart ausgelegt sein, dass
er eine gewünschte
Strahlenbündelform
und Phasenmitte für jede
lineare oder kreisförmige
Polarität über ein
breites Frequenzband aufweist.
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Bei
einer dargestellten Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein kreisförmig
konturierter, gewellter ("CCC") Hornstrahler mehrere
Stege, die an der Innenfläche
des Hornstrahlers angeordnet und parallel zu der Hornachse ausgerichtet
sind. Jeder Steg ist von dem nächsten
Steg durch einen vertikalen Abstand oder eine Schritthöhe und einen
horizontalen Abstand oder eine Schlitzbreite getrennt. Die Höhe von benachbarten
Stegen und/oder die Schritthöhen
zwischen benachbarten Stegen variiert miteinander in Phase um den
Umfang des CCC-Hornstrahlers. Entsprechend hat der CCC-Hornstrahler
eine wellenförmige
obere Fläche.
Diese wellenförmige obere
Fläche ändert den Öffnungshalbwinkel,
der als der Winkel zwischen einer Linie, die sich parallel zu der
Z-Achse erstreckt, und einer Linie, welche die oberen Flächen der
Stege miteinander verbindet, um den Umfang des Hornstrahlers und
schafft auf diese Weise ein elliptisches Strahlenbündel oder
ein sonstiges nicht-kreisförmiges
Strahlenbündel.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
wird das nicht-kreisförmige
Strahlenbündel
erzeugt, indem eine konstante Steghöhe und Schritthöhe beibehalten
werden, wobei jedoch die Schlitzbreiten und/oder die Stegbreiten
um den Umfang des gewellten Hornstrahlers variieren. Die variierenden
Schlitz- und/oder Stegbreiten führen
dazu, dass sich der Öffnungshalbwinkel
um den Umfang des gewellten Hornstrahlers ändert. Der Hornstrahler erzeugt
somit ein elliptisches oder ein anderes nicht-kreisförmiges Strahlenbündel. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
werden wenigstens (a) die Steghöhen und/oder
(b) die Schritthöhen
und (c) die Schlitzbreiten und/oder (d) die Stegbreiten variiert.
Der auf diese Weise erzeugte Hornstrahler ist sowohl konturiert (wellenförmige obere
Fläche)
sowie nicht-kreisförmig (elliptisch,
rennbahnförmig,
rechteckig, etc). Somit ändert
sich der Öffnungshalbwinkel
um den Umfang des gewellten Hornstrahlers, wodurch ein gewünschtes
nicht-kreisförmiges
Strahlenbündel
erzeugt wird. Gemäß der vorliegenden
Erfindung schafft jede beispielhafte Ausführungsform einen mittels Druckguss herstellbaren,
gewellten Hornstrahler, da die Stege parallel zu der Hornachse ausgerichtet
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
zuvor genannten und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung und anhand der
Zeichnungen beispielhafter Ausführungsformen der
Erfindung deutlich, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines konturierten, kreisförmigen,
gewellten Hornstrahlers ist;
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2 eine
Draufsicht der 1 ist;
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3 eine
Querschnittansicht entlang der Linie III-III in 2 ist;
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4 eine
Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV in 2 ist;
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5 eine
perspektivische Ansicht eines nicht-kreisförmigen, gewellten Hornstrahlers
ist;
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6 eine
Draufsicht der 5 ist;
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7 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6 ist;
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8 eine
Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 6 ist;
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9 eine
perspektivische Ansicht eines nicht-kreisförmigen, konturierten, gewellten
Hornstrahlers ist;
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10 eine
Draufsicht der 9 ist;
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11 eine
Querschnittansicht entlang der Linie XI-XI in 10 ist;
und
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12 eine
Querschnittansicht entlang der Linie XII-XII in 10 ist.
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BESCHREIBUNG VON ERLÄUTERNDEN, BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
erläuternde
Ausführungsform
der Erfindung ist in den 1 bis 4 gezeigt.
Der kreisförmige,
konturierte, gewellte ("CCC") Hornstrahler 20 ist
bevorzugt aus Zink hergestellt. Jedoch sind auch andere leitende
Materialien verwendbar, wie beispielsweise Aluminium, Messing, Kupfer
oder metallisierter Kunststoff. Der CCC-Hornstrahler umfasst eine
Wellenführung 22 mit
zwei Enden, die nachfolgend als obere und untere Enden bezeichnet
werden. Das obere Ende der Wellenführung 22 öffnet sich
in ein Horn 24. Die Wellenführung 22 und das Horn 24 sind
radial um eine Hornachse z angeordnet. Mehrere Stege 28 sind
an der Innenfläche
des Horns 24 positioniert, wobei jeder Steg parallel zu
der Hornachse z ausgerichtet ist. Die Form der Stege 28 ist bei
der vorlie genden Erfindung nicht entscheidend und kann abgerundet,
rechteckig, dreieckig oder dergleichen sein. Ein Übergangsabschnitt 26 ist
in Richtung des Bodenendes des Horns 24 angeordnet und schafft
einen Übergang
von der Wellenführung 22 zum
Horn 24. Jeder der Stege 28 ist in spezifizierten, gestuften
Abständen
entlang der Innenfläche
des Horns 24 in der Richtung des Pfeils A angeordnet, wobei
die obere Fläche 29 des
obersten Stegs 28 die obere Fläche des Horns 24 definiert.
Jede dieser "Stufen" umfasst sowohl eine
vertikale Abmessung, die nachfolgend als Schritthöhe 30 bezeichnet
wird, als auch eine horizontale Abmessung, die nachfolgend als Schlitzbreite 32 bezeichnet
wird.
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Das
Horn 24 ist in einem Winkel, der nachfolgend als Öffnungshalbwinkel θ bezeichnet
wird, aufgeweitet, wobei der Öffnungshalbwinkel θ als der Winkel
zwischen einer Linie, die parallel zu der Hornachse z gezogen ist,
und einer Linie, die sich durch die oberen Flächen 29 der benachbarten
Stege 28 erstreckt, definiert. Es ist der Öffnungshalbwinkel θ, der die
Strahlbreite steuert, die durch den CCC-Hornstrahler 20 erzeugt
wird, wobei breitere Strahlbreiten unter Verwendung eines größeren Öffnungshalbwinkels θ vorgesehen
werden. Gemäß der Erfindung
variiert jeder Steg 28 in Bezug auf die Höhe (Abmessung 31)
um den Umfang des Horns 24 in der Richtung des Pfeils B
(3). Die Schritthöhen 30 variieren ebenfalls
um den Umfang des Horns 24. Das Ändern der Steghöhen 31 und
der Stufenhöhen 30 führt zu einer
gleichmäßig wellenförmigen oberen
Fläche 29 und
zu einem variierenden Öffnungshalbwinkel θ um den
Umfang des Horns 24 (vgl. 3 und 4). Das Ändern des Öffnungshalbwinkels θ führt dazu, dass
sich die Strahlbreite um die Z-Achse ändert, so dass der CCC-Hornstrahler 20 ein
elliptisches Strahlenbündel
oder ein andres nicht-kreisförmiges
Strahlenbündel
emittiert. Die Steghöhen 31 und
die Schritthöhen 30 werden
innerhalb eines spezifischen Bereiches in Abhängigkeit von dem erforderlichen Öffnungshalbwinkel θ geändert, um
ein Strahlenbündel der
gewünschten
Form zu erzeugen.
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Es
sollte klar sein, dass die Bezeichnung "elliptisch", die hierin verwendet wird, nicht auf
eine Form beschränkt
ist, welche die mathematischen Kriterien einer echten Ellipse erfüllt, sondern
vielmehr andere nicht-kreisförmige,
im Wesentlichen ovale Formen einschließt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
können
die variierenden Steghöhen 31 und/oder
Schritthöhen 30 dazu
verwendet werden, einen Strahl mit jeder nicht-kreisförmigen Form zu erzeugen. Beispielsweise
kann eine rennbahnförmige Form,
eine abgerundet rechteckige Form, eine Rautenform mit runden Ecken
oder eine amöboide
Form ohne Symmetrie in der Bezeichnung "nicht-kreisförmig" beinhaltet sein.
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Die
Beziehung zwischen dem Öffnungshalbwinkel
und der Strahlenbündelbreite
entspricht nicht länger
den Tabellen, die in Clarricoats & Olver's Buch mit dem Titel "Corrugated Horns
for Microwave Antennas" (1984)
aufgeführt
sind. Dies liegt daran, dass ein CCC-Hornstrahler 20 mit
breitem Winkel, der dazu ausgelegt ist, ein elliptisches Strahlenbündel zu erzeugen,
eine engere Bandbreite als ein herkömmlicher, nicht-konturierter, kreisförmiger,
gewellter Hornstrahler mit dem gleichen Öffnungshalbwinkel θ erzeugt,
der dazu ausgelegt ist, ein kreisförmiges Strahlenbündel zu
erzeugen. Auch ein CCC-Hornstrahler 20 mit einem kleinen Öffnungshalbwinkel θ würde ein
Strahl erzeugen, der breiter als der Strahl ist, der durch einen
herkömmlichen,
nicht-konturierten, kreisförmigen,
gewellten Hornstrahler erzeugt wird.
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Obwohl
der Übergangsabschnitt 26 als
ein Kreis mit gleichmäßiger Höhe 31 um
den Umfang des Horns 24 dargestellt ist, kann der Übergangsabschnitt 26 auch
konturiert und/oder nicht-kreisförmig sein,
wobei eine solche Konturierung und/oder Formgebung erforderlich
ist, um ein spezielles elliptisches oder sonstigen nicht-kreisförmiges Strahlenbündel zu
erzeugen. Eine optionale Lippe 34 ist an der Außenfläche des
Horns 24 befestigt. Diese erzeugt ein Mittel zum Befestigen
einer Schutzabdeckung (nicht gezeigt) über dem CCC-Hornstrahler 20.
Eine optionale flanschartige Basis 36 kann an dem unteren Ende
der Wellenführung 22 befestigt
werden, um ein Sicherungsmittel für den CCC-Hornstrahler 20 zu schaffen.
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Bei
einem erläuternden
Beispiel des CCC-Hornstrahlers 20, der in den 1 bis 4 gezeigt
ist, variiert jeder Steg 28 in Bezug auf seine Höhe 31 zwischen
12,65 mm (0,498 inch) (3) und 10,16 mm (0,395 inch)
(4) um den Umfang des Horns 24 in der
Richtung des Pfeils B. Die Schritthöhen 30 variieren zwischen
7,49 mm (0,295 inch) (3) und 2,29 mm (0,090 inch)
(4) um den Umfang des Horns 24. Aufgrund
der sich ändernden
Steghöhen
und Schritthöhen
variiert der Öffnungshalbwinkel
zwischen 40° (3)
und 70° (7),
wodurch das gewünschte
elliptische Strahlenbündel
erzeugt wird. Natürlich
dienen diese Abmessungen nur als Beispiel. Es ist lediglich erforderlich,
dass die Schritthöhen 30 und/oder
die Steghöhen 31 hinreichend
variieren, um den Öffnungshalbwinkel θ derart
zu ändern,
dass der CCC-Hornstrahler 20 den ge wünschten nicht-kreisförmigen Strahl erzeugt.
Die Steghöhen 31 und
die Schritthöhen 30 variieren
in Phase mit aufeinanderfolgenden Stegen 28. Dies ist bei
der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erforderlich. Die Steghöhen 31 und/oder
die Schritthöhen 30 können unabhängig von
benachbarten Stegen 28 variieren und weiterhin eine wellenförmige obere
Fläche 29 erzeugen,
die ausreicht, um das erforderliche nicht-kreisförmige Strahlenbündel zu
erzeugen.
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Ein
weiterer Vorteil eines CCC-Hornstrahlers 20, der gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, besteht darin, dass der CCC-Hornstrahler 20, da
jeder Steg 28 parallel und nicht senkrecht zu der Hornachse
z ausgerichtet ist oder in einem anderen Winkel in Bezug auf die
Hornachse z, einfach mit bekannten Druckgussverfahren druckgegossen
werden kann. Ferner erleichtern die parallel ausgerichteten Stege 28 weitere
Herstellungsverfahren, beispielsweise andere Gießverfahren oder numerische
Bearbeitungstechniken.
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Die 5 bis 8 zeigen
einen nicht-kreisförmigen,
gewellten ("NC") Hornstrahler 40,
der ebenfalls ein elliptisches Strahlenbündel oder ein nicht-kreisförmiges Strahlenbündel zur
Verwendung bei elliptischen und anderen nicht-kreisförmigen Antennen
schafft.
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Der
NC-Hornstrahler 40 umfasst eine Wellenführung 42 mit einem
unteren Ende und einem oberen Ende. Das obere Ende der Wellenführung 42 öffnet sich
in ein Horn 44. Die Wellenführung 42 und das Horn 44 sind
um eine Hornachse z angeordnet. Wie bei dem CCC-Hornstrahler 20 ist
eine Mehrzahl von Stegen 48 an der Innenfläche des
Horns 44 angeordnet, wobei jeder Steg parallel zu der Hornachse z
ausgerichtet ist. Entsprechend kann der NC-Hornstrahler 40 einfach
mit Hilfe bekannter Druckgussverfahren hergestellt werden. Ein Übergangsabschnitt 46 ist
an dem unteren Ende des Horns 44 angeordnet, und schafft
einen Übergang
von der Wellenführung 42 zu
dem Horn 44. Jeder der anderen Stege 48 ist in
spezifisch gestuften Abständen
entlang der Innenfläche
des Horns 44 in der Richtung des Pfeils A angeordnet, wobei
die obere Fläche 49 des
obersten Stegs 48 die obere Fläche des Horns 44 definiert. Jede
dieser "Stufen" umfasst sowohl eine
vertikale Abmessung oder Stufenhöhe 50 und
eine horizontale Abmessung oder Schlitzbreite 52.
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Anders
als bei dem CCC-Hornstrahler 20 sind die Steghöhen 51 und
die Stufenhöhen 50 um die
Fläche
des Horns 44 konstant. Gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung können
die Schlitzbreiten 52 und/oder die Stegbreiten 53 innerhalb
eines spezifischen Bereiches um den Umfang des Horns 44 in
der Richtung des Pfeils B variieren. Der Bereich, in dem die Schlitzbreiten
und/oder die Stegbreite 53 variieren kann, hängt von
der gewünschten Form
des NC-Hornstrahlers 40 ab, und letztendlich von dem gewünschten
elliptischen oder sonstigen nicht-kreisförmigen Strahlenbündel, das
emittiert werden soll. Die elektrischen und mechanischen Richtlinien
für die
Schlitzbreite 52 und die Stegbreiten 53 für kreisförmige, gewellte
Hornstrahler, die in Clarricoats & Olver's Buch mit dem Titel "Corrugated Horns
for Microwave Antennas" (1984)
aufgeführt sind,
gelten im Wesentlichen auch für
die nicht-kreisförmigen,
gewellten Hornstrahler 40. Diese Richtlinien können daher
dazu verwendet werden, um die Abmessungen der Schlitzbreite 52 und
der Stegbreite 53 zu bestimmen. Indem die Schlitzbreiten 52 und/oder
die Stegbreiten 53 verändert
werden, ist das Horn 44 nicht-kreisförmig, wenn es von der Vorderseite
des NC-Hornstrahlers 40 in die z-Achse abwärts in Richtung
der Wellenführung 42 blickend
betrachtet wird. Die sich ändernden
Schlitzbreiten 52 und/oder Stegbreiten 53 führten dazu,
dass sich der Öffnungshalbwinkel θ um den
Umfang des Horns 44 in der Richtung des Pfeils B ändert. Es
ist der sich ändernde Öffnungshalbwinkel θ, der in
gewünschter Weise
ein elliptisches Strahlenbündel
oder ein nicht-kreisförmiges
Strahlenbündel
erzeugt.
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Obwohl
der Übergangsabschnitt 46 als
ein Steg mit gleichförmiger
Höhe 51 um
den Umfang des Horns 44 dargestellt ist, kann der Übergangsabschnitt 46 auch
konturiert sein, wenn eine solche Konturierung dazu erforderlich
ist, ein spezielles elliptisches oder sonstiges nicht-kreisförmiges Strahlenbündel zu
erzeugen. Eine optionale flanschartige Basis 56 kann an
dem unteren Ende der Wellenführung 42 befestigt
werden, um Sicherungsmittel für den
NC-Hornstrahler 20 zu erzeugen.
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Bei
dem dargestellten Beispiel der Ausführungsform, die in den 5 bis 8 gezeigt
ist, war die Stegbreite 53 bei 1,52 mm (0,060 inch) konstant, während die
benachbarten Schlitzbreiten 52 in Phase miteinander zwischen
7,75 mm (0,305 inch) (78) und 3,35
mm (0,132 inch) (8) variierten. Dies verlieh
dem Horn 44 seine nicht-kreisförmige Form
(6). Obwohl die Steghöhen 51 und die Schritthöhen 50 konstant
blieben, führten
die sich ändernden
Schlitzbreiten 52 dazu, dass sich der Öffnungshalb winkel θ zwischen
44,1° (7)
und 27° (8)
um den Umfang des Horns 44 änderte, so dass der NC-Hornstrahler 40 das
gewünschte nicht-kreisförmige Strahlenbündel emittiert.
Es sei nochmals betont, dass sämtliche
der angegebenen Abmessungen ausschließlich Darstellungszwecken dienen.
Die Schlitzbreiten 52 müssen
nur innerhalb eines Bereiches variieren, der ausreichend ist, um den Öffnungshalbwinkel θ hinreichend
zu ändern,
um das erforderliche elliptische Strahlenbündel zu erzeugen. Ferner ist
es nicht erforderlich, dass aufeinanderfolgende Stege 48 in
Phase miteinander variieren. Es fällt vollständig in den Schutzbereich der
vorliegenden Erfindung, dass sich die Schlitzbreiten und/oder die
Stegbreiten 53 unabhängig
von den Stegbreiten benachbarter Stege 58 und der entsprechenden
benachbarten Schlitzbreiten 52 ändern.
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Wie
es zuvor beschrieben wurde, sind der Übergangsabschnitt 46 und
die Stege 48 parallel zu der Hornachse z ausgerichtet.
Diese parallele Ausrichtung erzeugt einen NC-Hornstrahler 40, der mit Hilfe
bekannter Druckgusstechniken leicht herzustellen ist.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist in den 9 bis 12 dargestellt.
Ein nicht-kreisförmiger,
konturierter, gewellter ("NCC") Hornstrahler 60 umfasst
eine Wellenführung 62 mit einem
unteren Ende und einem oberen Ende. Das obere Ende der Wellenführung 62 öffnet sich
in ein Horn 64. Die Wellenführung 62 und das Horn 64 sind radial
um eine Hornachse z angeordnet. Eine Mehrzahl von Stegen 68 ist
an der Innenfläche
des Horns 64 vorgesehen, wobei jeder Steg parallel zu der
Hornachse z ausgerichtet ist. Ein Übergangsabschnitt 66 ist
an dem Boden des Horns 64 angeordnet und schafft einen Übergang
von der Wellenführung 62 zum
Horn 64. Jeder der Stege 68 ist in spezifisch
gestuften Abständen
entlang der Innenfläche
des Horns 64 in der Richtung des Pfeils A angeordnet, wobei
die obere Fläche 69 des
obersten Stegs 68 die obere Fläche des Horns 64 definiert.
Jede dieser "Stufen" umfasst sowohl eine
vertikale Abmessung oder Stufenhöhe 70 und
eine horizontale Abmessung oder Schlitzbreite 72.
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Das
Horn 64 ist am Öffnungshalbwinkel θ aufgeweitet,
der als der Winkel zwischen einer Linie, die parallel zu der Hornachse
z gezogen ist, und einer Linie, die durch die oberen Flächen 69 benachbarter
Stege 78 verläuft,
definiert. Die Natur des Strahlenbündels, das emittiert wird,
ist eine Funktion des Öffnungshalbwinkels θ, so dass
der gewünschte elliptische
Strahl durch den NCC-Hornstrahler 60 emittiert werden kann,
indem der Öffnungshalbwinkel variiert
wird. Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung kann ein gewünschtes
elliptisches Strahlenbündel
erzeugt werden, indem eine oder mehrere der nachfolgenden Parameter
geändert
wird: (a) die Steghöhen 71 jedes
Steges 68 um den Umfang des Horns 64; (b) die
Schritthöhen 70 zwischen
aufeinanderfolgenden Stegen 68; (c) die Schlitzbreite 72 zwischen
aufeinanderfolgenden Stegen 68; und/oder die Stegbreite 73 aufeinanderfolgender
Stege 68. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
werden benachbarte Stege 68 in Phase miteinander geändert, wodurch
ein Horn 64 erzeugt wird, das sowohl wellenförmig als
auch nicht-kreisförmig
ist. Die Steghöhen 71 und
die Schritthöhen 70 variieren
innerhalb eines Bereiches, der ausreicht, um die gewünschte konturierte
oder wellenförmige
Form des Horns 64 zu erzeugen. Die Schlitzbreiten 72 variieren ebenfalls
innerhalb eines Bereiches, das ausreicht, um die gewünschte nicht-kreisförmige Form
des Horns 64 zu erzeugen. Diese gewünschte Form bestimmt die Art,
in welcher der Öffnungshalbwinkel θ sich um
den Umfang des Horns 64 in der Richtung des Pfeils B ändert, und
bestimmt somit die Natur des emittierten Strahlenbündels. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das gewünschte
Strahlenbündel jedes
nicht-kreisförmige
Strahlenbündel
sein, was ein elliptisch geformtes Strahlenbündel, ein rennbahnförmiges Strahlenbündel, ein
rechteckiges oder rautenförmiges
Strahlenbündel
mit abgerundeten Kanten oder ein vollständig nicht-symmetrisch geformtes Strahlenbündel einschließt.
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Obwohl
der Übergangsabschnitt 66 als
ein Steg mit gleichförmiger
Höhe um
den Umfang des Horns 64 dargestellt ist, kann der Übergangsabschnitt 66 auch
in Phase mit den Stegen 68 konturiert sein, wo es erforderlich
ist, um ein spezielles nichtkreisförmiges Strahlenbündel zu
erzeugen. Eine optionale Lippe 74 kann an der äußeren Fläche des Horns 64 befestigt
sein. Dies schafft ein Mittel zum Befestigen einer Schutzabdeckung
(nicht gezeigt) über
dem NCC-Hornstrahler 60. Eine optionale flanschartige Basis 76 kann
an dem unteren Ende der Wellenführung 62 befestigt
werden, um ein Sicherungsmittel für den NCC-Hornstrahler 60 zu
schaffen.
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Bei
einem erläuternden
Beispiel der bevorzugten Ausführungsform
des NCC-Hornstrahlers 60, der
in den 9 bis 12 dargestellt ist, variieren die
Steghöhen 61 zwischen
12,6 mm (0,496 inch) (11) und 9,4 mm (0,37 inch) (12);
die Schritthöhen 70 variieren
zwischen 8,38 mm (0,33 inch) (11) und
2,18 mm (0,086 inch) (12); und die Schlitzbreiten 72 variieren
zwischen 3,96 mm (0,156 inch) und 6,58 mm (0,259 inch) um den Umfang
des Horns 64 in Richtung des Pfeils B. Die Stegbreiten 73 wurden nicht
variiert. Aufgrund der sich ändernden Steghöhen 71,
Schritthöhen 70 und
Schlitzbreiten 72 variiert der Öffnungshalbwinkel θ zwischen
33° (11)
und 75° (12).
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Wie
der CCC-Hornstrahler 20 und der NC-Hornstrahler 40 weist
der NCC-Hornstrahler 60 den weiteren Vorteil auf, dass
es leicht mit Hilfe bekannter Gießverfahren oder mit Hilfe anderer
numerischer Bearbeitungsverfahren herstellbar ist, da die Stege 68 parallel
zu der Hornachse z ausgerichtet sind.