DE7914877U1 - Hohlleiter oder hornstrahler mit rillenstruktur - Google Patents

Description

Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur, bei dem zwischen einen glattwandlgen Speisehohlleiterabschnitt auf der einen Seite und einen Rillenhohlleiter bzw. einer sich konisch erweiternden, periodischen Rillenstruktur mit einer Rillentiefe von einer Viertelwellenlänge auf der anderen Seite eine sogenannte Anpassungszone eingefügt ist.

Auf dem Gebiet der Mikrowellenantennen finden Rillenhornstrahler wegen Ihrer günstigen elektrischen Eigenschaften ein weites Anwendungsfeld. Aufgrund des Übergangs vom glattwandlgen Speisehohlleiter zu den ersten Rillen der periodischen Rillenstruktur ergeben sich jedoch wegen des Widerstandssprunges störende Reflexionen und damit gewisse Anpassungsschwierigkeiten.

Sin· Verbesserung der Anpassung zwischen dem glatt

digen Speisehohlleiter und der periodischen Rillenstruk tür bei Frequenzen z.B. oberhalb der in einem speisenden

ELu 1 Shy / 21.5.1979

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Rundhohlleiter ausbreitungsfähigen HL ^-Grenzfrequenz ist somit notwendig, zumal in diesem Frequenzbereich die Strahlungseigenschaften sehr günstige Werte aufweisen.

Die Lösung dieses Problems besteht grundsätzlich darin,

daß man zwischen dem speisenden Hohlleiter und der periodischen Rillenstruktur des Hornstrahlers eine sogenannte Transformations- oder Anpassungszone einfügt.

Diese Zone besteht bei bekannten Lösungen aus einer Vielzahl von Rillen, die in ihrer Form und/oder Breite und/oder Tiefe so gestaltet sind, daß eine breitbandlge Anpassung erreicht wird. Beschrieben sind solche Rlllenhornstrahler mit Anpassungszone z.B. in dem Aufsatz "IEEE Transactions on Antennas and Propagation", Vol. AP-24, Nr. 6, Nov. 1976, Seiten 786 bis 792 und "Electronis Letters", 20. March 1975, Vol.11, Nr. 6, Seiten 131 bis 133.'Für eine wirtschaftliche Lösung des Problems sind diese bekannten Methoden jedoch nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich dieser Anpassungszone konstruktiv und hinsichtlich der Herstellung verhältnismäßig wenig Aufwand erfordernden Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur der eingangs beschriebenen Art zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß die Aapassungzone durch ein glattwandlges Hohlleiterzwischenstück gebildet wird, dessen Durchmesser größer als der des glattwandigen Speisehohleiterabschnitts und kleiner als der des Rillenhohlleiters bzw. 4er kleinste Querschnitt der sich konisch erweiternden Rillenstruktur gewählt ist.

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Vorteilhafte Bemessungen des Hohlleiterzwischenstücks sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Längsschnittansicht eines Rillenhornstrahlers. Dieser besteht aus einem glatt-wandigen Speisehohlleiterabschnitt 1, einer sich konisch erwei ternden, periodischen Rillenstruktur 3 und einer dazwi schen eingefügten Anpassungszone, die von einem glattwandigen Hohlleiterzwischenstück 2 gebildet wird. Ein solches Zwischenstück läßt sich in entsprechender Weise auch als Anpassungszone zwischen einen glattwandigen Hohlleiterabschnitt und einen Hohlleiterabschnitt mit Rillenstruktur einfügen.

Das Hohlleiterzwischenstück 2 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der des Speisehohlleiterab-

Schnitts 1 und kleiner als der kleinste Durchmesser

der sich konisch erweiternden periodischen Rillenstruktur 3. Durch dieses Hohlleiterzwischenstück wird die sprunghafte Feldänderung kompensiert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Speisung eines Rillenhorns mit einem glatten Hohlleiter kann durch diese einfache Maßnahme gleichzeitig auch die Feldverzerrung, die durch den Knick entsteht, kompensiert werden.

Die Dimensionieruhg des HohlleiterZwischenstücks 2 hinsichtlich seines Durchmessers und seiner Länge erfolgt entsprechend den unterschiedlichen Wellenwiderständen der beiderseits angrenzenden Strukturen, nämlich des Hohlleiterabschnitts 1 und der sich konisch erweiternden Rillenstruktur 3· Die Länge hängt dabei vom prozentualen Durchmessersprung ab. Für eine besonders vorteilhafte Dimensionierung gelten dabei folgende Bedingungen.

lit ■ · · · · «

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1. Für das Verhältnis des Durchmessers d, des Rillenhohlleiters bzw. der sich konisch erweiternden Rillenstruktur 3 zum Durchmesser d₁ des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts 1

1.25.-Vrt. -1,60

2. für das Verhältnis des Durchmessers d₂ des Zwischenstücks 2 zum Durchmesser d^ des Speisehohlleiterabschnitts 1

1,05 - ^d2/_d * 1,40

3. für die Länge bzw. Tiefe t des Zwischenstücks 2 0,10 λ S t * 0,25 λ ,

wobei λ die Freiraumwellenlänge des zu ütrertrggaiden Signals ist.

Die Kompensation beeinflußt bei Hornlängen von mehr als vier Wellenlängen die Aperturbelegung des Horns nicht und kann daher ohne Berücksichtigung des Strahlungsdiagramms dimensioniert werden.

Patentansprüche Figur

Claims (4)

- 1 ^nsprüche Dorf nicht geändertwerdeRj

1. Hohlleiter oder Hornstrahler mit Rillenstruktur, bei dem zwischen einem glattwandigen Speisehohlleiterabschnitt auf der einen Seite und einem Rill !hohlleiter bzw. einer sich konisch erweiternden, periodischen Rillenstruktur mit einer Rillentiefe von etwa einer Viertelwellenlänge auf der anderen Seite eine sogenannte Anpassungszone eingefügt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anpassungszone durch ein glattwandiges Hohlleiterzwischenstück (2) gebildet wird, dessen Durchmesser größer als der des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts (1) und kleiner als der des Rillenhohlleiters bzw. der kleinste Querschnitt der sich konisch erweiternden Rillenstruktur (3) gewählt ist.

2. Hohlleiter /der Hornstrahler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Dimensionie- rung, daß das Verhältnis des Durchmessers d, des Rillenhehlleiters bzw. der sich konisch erweiternden Rillenstruktur (3) zum Durchmesser d^ des glattwandigen Speisehohlleiterabschnitts (1) folgender Bedingung genügt

1,25 * ^d3/£ - 1,60.

3. Hohlleiter oder Hornstrahler nach Anspruch 1, g e kennze lehnet durch eine solche Dimensionierung, daß das Verhältnis des Durchmessers d₂ des Zwischen-Stücks (2) zum Durchmesser d-, des glattwandigen Speisehohlleite rabschnitts (1) folgender Bedingung genügt

y-

1,05 - ^d2/_d ^ 1,40.

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4. Hohlleiter oder Hornstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine solche Dimensionierung, daß die Länge (t) des Zwischenstückes (2) der Bedingung genügt 5

0,10 X^t- 0,25 λ .