DE69535525T2 - Mittels druckgiessverfahren hergestellter gewellter Hornstrahler zur Erzeugung von elliptischen Strahlenbündeln - Google Patents

Mittels druckgiessverfahren hergestellter gewellter Hornstrahler zur Erzeugung von elliptischen Strahlenbündeln Download PDF

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Description

  • Mittels Druckguss gießbare, gewellte Hornstrahler zum Erzeugen von elliptischen Strahlenbündeln.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gewellte Hornstrahler, genauer gesagt auf gewellte Hornstrahler, die elliptische Strahlenbündel erzeugen und unter Verwendung herkömmlicher Druckgussverfahren herstellbar sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines konturierten, kreisförmigen, gewellten Hornstrahlers ist;
  • 2 eine Draufsicht der 1 ist;
  • 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie III-III in 2 ist;
  • 4 eine Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV in 2 ist;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines nicht-kreisförmigen, gewellten Hornstrahlers ist;
  • 6 eine Draufsicht der 5 ist;
  • 7 eine Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6 ist;
  • 8 eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 6 ist;
  • 9 eine perspektivische Ansicht eines nicht-kreisförmigen, konturierten, gewellten Hornstrahlers ist;
  • 10 eine Draufsicht der 9 ist;
  • 11 eine Querschnittansicht entlang der Linie XI-XI in 10 ist; und
  • 12 eine Querschnittansicht entlang der Linie XII-XII in 10 ist.
  • BESCHREIBUNG VON ERLÄUTERNDEN, BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.

Claims (6)

  1. Druckgegossener, gewellter Hornstrahler, der in Radialrichtung um eine Hornachse angeordnet und eine Innenfläche, eine Außenfläche und eine obere Fläche hat, wobei er Folgendes umfasst: mehrere Stege, die auf der Innenfläche des gewellten Hornstrahlers angeordnet sind, wobei jeder Steg eine horizontale Stegbreite und eine vertikale Steghöhe hat und parallel zur Hornachse ausgerichtet ist, wobei die Stege an abgestuften Abständen längs der Innenfläche des gewellten Hornstrahlers angeordnet sind, wobei die abgestuften Abstände eine vertikale Stufenhöhe und eine horizontale Schlitzbreite haben, wobei der gewellte Hornstrahler einen Öffnungshalbwinkel hat, definiert als der Winkel zwischen einer parallel zur Hornachse gezogenen Linie und einer Linie, die durch die oberen Flächen benachbarter Stege hindurchgeht, wobei der Öffnungshalbwinkel variiert wird durch Verändern der Schlitzbreiten zwischen aufeinanderfolgenden Stegen oder der Stegbreiten aufeinanderfolgender Stege um den Umfang des gewellten Hornstrahlers, so dass der gewellte Hornstrahler einen nicht kreisförmigen Strahl emittiert.
  2. Gewellter Hornstrahler nach Anspruch 1, wobei die Schlitzbreite und die Stegbreiten um den Umfang des Hornstrahlers variiert werden.
  3. Gewellter Hornstrahler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Öffnungshalbwinkel ebenfalls variiert wird durch Verändern der Steghöhe wenigstens eines Steges um den Umfang des gewellten Hornstrahlers, so dass der Hornstrahler eine wellenförmige obere Fläche hat.
  4. Gewellter Hornstrahler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Öffnungshalbwinkel ebenfalls variiert wird durch Verändern der Stufenhöhe zwischen aufeinanderfolgenden Stegen um den Umfang des gewellten Hornstrahlers, so dass der Hornstrahler eine wellenförmige obere Fläche hat.
  5. Gewellter Hornstrahler nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steghöhen und/oder die Stufenhöhen in Phase miteinander variieren.
  6. Gewellter Hornstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stegbreiten und/oder die Schlitzbreiten in Phase miteinander variieren.
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