DE8501452U1 - Reflektorantenne mit Stützen im Strahlengang - Google Patents
Reflektorantenne mit Stützen im StrahlengangInfo
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Description
Die Neuerung bezieht sich auf eine einen parabolförmig oder angenähert parabolförmig ausgebildeten Reflektor aufweisende
Antenne mit sich im Strahlengang befindenden, der Halterung eines Primärstrahlers oder eines Hilfsreflektors dienenden
Stützen, die jeweils in einer durch ihre beiden Endpunkte und die Reflektor achse bestimmten Ebene (Stützeriebene) bogenförmig
gekrümmt sind.
In der Rieht- und Satellitenfunktechnik werden vielfach
rotationssymmetrisch ausgebildete Parabolreflektorantennen eingesetzt, deren Erreger oder Hilfsreflektoren von Stützen
getragen werden. Diese Stützen liegen im Strahlengang der ausgesendeten oder empfangenen Wellen, so daß sie eine Sekundärstrahlung
erzeugen, die neben einer Gewinnminderung ziemlich hohe Nebenzipfel in bestimmten Winkelbereichen des Antennendiagramms
zur Folge hat. Diese Nebenzipfel stören bei Rieht- und Satellitenfunkverbindungen benachbarte Funkstrekken
und müssen daher niedrig gehalten werden. Die Höhe und Verteilung der Nebenzipfel im Strahlungsdiagramm von Cassegrain-Antennen,
wie sie vornehmlich in rotationssymmetrischer Ausführung bei Erdefunkstellen für den Satellitenfunkdienst
in Gebrauch sind, werden wesentlich von der Streustrahlung der Stützvorrichtung des Fangreflektors beeinflußt. Durch
eine besondere Ausgestaltung der Stützenstruktur ist es möglich, diese Streustrahlung zu reduzieren bzw. in Winkelbereiche
umzuleiten, die bezüglich der Einhaltung der Nebenzipfelspezifikation nicht so kritisch sind.
Ein verhältnismäßig zufriedenstellendes Strahlungsdiagramm ergibt sich bereits dann, wenn der Querschnitt eier gerade
verlaufenden Stützen ellipsenähnlich verrundet ist. Ein solcher Stützenaufbau ist aus dem Aufsatz von G.v. Trentini,
VL 1 Mai / 29.10.86
K.P. Romeiser und W.Jatsch: "Dimensionierung und elektrische
Eigenschaften der 25-m-Antenne der Erdefunkstelle Raisting f'jr Nachrichtenverbindungen über Satelliten" aus der Zeitschrift
"Frequenz", Band 19, 1965, Nr.12, Seiten 402-421, insbesondere Seite 412, bekannt.
In letzter Zeit sind jedoch die Nebenzipfelspezifikationen in der Rieht- und Satellitenfunktechnik erheblich verschärft
worden, so daß die Stützenkonfiguration wieder zu einem kritischen Entwurfsparameter beim Aufbau der Parabolreflektorantennen
geworden ist. Zum Beispiel in dem in "NTG-Fachberichte", Band 78 "Antennen 82", VDE-Verlag, Berlin und Offenbach,
Seiten 86-90 abgedruckten Vortragsmanuskript "Maßnahmen zur Verminderung der Störwirkung von Erregerstützen bei Spiegelantennen"
von H. Thielen, V.Hombach und W.Busse wird das Problem der Reduzierung der von Erregerstützen hervorgerufenen
Nebenzipfel behandelt. Physikalisch wird die einzelne Stütze als Linienquelle mit linearer Phasenverteilung im
Nahfeld des Hauptreflektors angesehen. Die resultierende Strahlungsverteilung ergibt sich aus der Überlagerung des vom
Hauptreflektor kommenden und des von der Stützenanordnung herrührenden Teilfeldes. Dabei ist angenommen, daß zwischen
dem Hauptreflektor und den Stützen keine Wechselwirkung auftritt, d.h. der den Hauptreflektor erfassende Teil der
Stützenstrahlung in seiner Wirkung vernachlässigbar ist. Dies ist bei flach ausgebildeten Hauptreflektoren zwar näherungsweise
zulässig, bei relativ tiefen Reflektoren ist jedoch zu vermuten, daß ein wesentlicher Teil der Stützenstreustrahlung
wieder auf den Hauptreflektor tri?ft und dort die Oberflächenströme
verändert. Durch die starke Wechselwirkung zwischen beiden Strahlungsquellen ist daher dieser physikalischen
Betrachtungsweise eine Grenze gesetzt.
Aufbauend auf diesem physikalischen Denkmodell sind bereits verschiedene Stützenanordnungen entwickelt worden. So ist
z.B. aus DE-OS 30 47 964 eine Parabolreflektor-Antenne
3 VPA
mit einem relativ flachen Hauptreflektor bekannt, bei der gerade verlaufende Stützen mit einer Vielfalt von Streustrukturen
virgesehen sind. Diese bekannte Antenne kann auch eine Cassegrain-Antenne sein, deren Fangreflektor mit den besonders
ausgebildeten Stützen getragen wird. Soweit aus DE-OS 30 47 964 ersichtlich ist, werden zur Bildung der Streustrukturen
Streukörper mit möglichst irregulärer Geometrie entlang der Stütze verwendet, wobei die entscheidende Abmessung jeweils
in der Stützenebene liegt und variiert wird.
Aus der DE-OS 31 00 855 ist eine Parabolreflektorantenne bekannt, die bogenförmig gekrümmte Stützen zur Halterung eines
Primärstrahlers oder eines Fangreflektors bei einer Cassegrain-Antenne aufweist. Auch durch eine solche bogenförmige
Stützenausbildung läßt sich der lineare Phasenverlauf so ändern, daß die in Reflexionsrichtung und seitlich gestreute
Strahlung in einen größeren Winkelbereich aufgeteilt wird. Aus der UK Patent Application 20 81 023 sind bei einer direkt
gespeisten, flachen Parabolreflektorantenne gerade verlaufende Stützen bekannt, welche in der Stützenebene unregelmäßig
ssgezahnförmig verlaufende Bleche aufweisen, welche ebenfalls eine Verbesserung des Streustrahlverhaltens mit sich bringen.
Aufgabe der Neuerung ist es, für einen parabolförmig oder angenähert parabolförmig ausgebildeten Reflektor aufweisende
Antennen, insbesondere für Cassegrain-Antennen mit tief ausgebildetem Hauptreflektor, eine Stützengestaltung zu schaffen,
die ein noch günstigeres Streustrahlverhalten bei einfacher technischer Aufbaumöglichkeit aufweist.
Gemäß der Neuerung, die sich auf eine Antenne der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Reflexionsflächen der Stützen jeweils mit einer Streustruktur versehen sind, deren Abmessung in der Stützenebene
konstant ist, während sie senkrecht zur Stützenebene einen regelmläßigen wellen-oder mäanderförmigen Verlauf aufweist.
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4 VPA Die Regelmäßigkeit der Streustruktur nach der Neuerung bietet
außer dem elektrischen Vorteil, d.h. dem besseren Streustrahlverhalten,
auch den mechanischen Vorteil, daß eine Zerlegung in viele identische Teilstrukturen möglich ist.
Die Streustrukturen lassen sich jeweils auf einem tragenden Teil der Stützen anbringen. Der tragende Teil der Stützen
kann z.B. einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, so daß dann die Streustrukturen jeweils auf den inneren, die
Reflexionsflächen der Stützen bildenden Flächen der tragenden Teile angebracht sind und diese abdecken.
Die nach der Neuerung ausgebildeten Streustrukturen können aus elektrisch leitendem Werkstoff, also z.B. Metall, bestehen,
aber auch durch dielektrisches Material realisiert werden.
Die Neuerung wird im folgenden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels, welches in drei Figuren dargestellt
ist, erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht eine gemäß der Neuerung ausgebildete Parabolreflektorantenne nach
dem Cassegrain-Prinzip.
Fig. 2 die Querschnittsansicht einer in der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 verwendeten Stütze,
30
Fig. 3 die perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer in der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 verwendeten
Stütze.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitendarstellung eine nach dem Cassegrain-Prinzip aufgebaute Reflektorantenne
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5 VPA dargestellt, wie sie beispielsweise in der Satellitenfunktechnik
häufig eingesetzt wird. Es handelt sich hierbei um eine rotationssymmetrisch aufgebaute Doppelspiegelantenne.
Sie weist einen als Rillenhorn ausgebildeten Primärstrahler 10 auf, dessen Phasenzentrum im Brennpunkt eines geformten
Fangreflektors 9 liegt. Die vom Primärstrahler 10 ausgehende Strahlung wird am Fangreflektor 9 umgelenkt und auf einen
näherungsweise als Rotationsparaboloid ausgebildeten Hauptreflektor 8 reflektiert, von dem aus die Abstrahlung in den
freien Raum erfolgt. Der Fangreflektor 9 wird am Hauptreflektor 8 mittels eines Vierbeins aus bogenförmig gekrümmten
Stutzen 1 gehalten. Die StGtzen 1 liegen im Strahlungsfeld des Hauptreflektors 8, der ein F/D-Verhältnis von etwa 0,25
aufweist. An den in der Stutzebene gekrümmten Stützen 1 wird durch die vom Hauptreflektor 8 ausgehende ebene Welle eine
Sekundärstrahlung angeregt, die sich in einer Erhöhung der Nebenzipfel in der Richtcharakteristik der Reflektor-Antenne
auswirkt. Zur Reduzierung der von den Stützen 1 erzeugten Streustrahlung bzw. zu deren Umleitung in Winkelbereiche, die
bezüglich der Einhaltung der Nebenzipfelspezifikation unkritisch sind, sind auf den Stützen 1 Streustrukturen 2 angebracht,
deren Aufbau im folgenden anhand der Figuren 2 und erläutert wird.
In einer Querschnittsansicht bzw. in einer perspektivischen Ausschnittsansicht zeigen Fig. 2 und 3 den Aufbau einer
Stütze 1 nach der feuerung. Die Stütze 1 besteht aus einem etwa rechteckförmig ausgebildeten tragenden Teil 3 und aus
einer auf der Reflexionsfläche 4 des Teils 3 angebrachten Streustruktur 2 aus elektrisch leitendem oder aus dielektrischem
Material. Die Abmessung der Streustruktur 2 in der Stützenebene, d.h. derjenigen Ebene, die durch die beiden
Stutzenendpunkte und die Hauptreflektorsymmetrieachse gegeben ist, ist über den gesamten Längsverlauf der Stütze 1
konstant. Dagegen haben die Streustrukturen 2 senkrecht zur Stützenebene einen regelmäßigen wellenförmigen Verlauf.
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6 VPA Die die Reflexionsflache 4 des tragenden Teils 3 der Stutze abdeckende Streustruktur 2 besteht z.B. aus zwei länglichen
Blechteilen 5 und 6, die zum tragenden Teil 3 der Stütze 1 hin einen Raum von etwa dreieckförmigem Querschnitt einschließen
und an dem vom tragenden Teil 3 der Stütze 1 abgewandten Rändern miteinander verbunden sind. An diesen Rändern
ergibt sich eine für beide Bleche 5 und 6 gemeinsam auslaufende, scharfe und wellenförmige Kante 7 mit einem
konstanten senkrechten Abstand vom tragenden Teil 3 der Stütze 1.
Die Streustruktur 2 kann auch aus einem dielektrischen Vollmaterial
bestehen, welches die gleiche Außenform wie die beiden Bleche 5 und 6 aufweist und auf dem tragenden Teil 3
der Stütze 1 befestigt ist.
Aufgrund der Regelmäßigkeit des Wellenverlaufs der Streustrukturen
2 ergibt sich außer dem elektrischen Vorteil auch der mechanische Vorteil, daß eine solche Streustruktur 2 aus
mehreren identischen Teilstrukturen zusammengesetzt werden kann.
8 Schutzansprüche
3 Figuren
25
3 Figuren
25
Claims (8)
1. Einen parabolförmig oder angenähert parabolformig ausgebildeten
Reflektor aufweisende Parabolreflektorantenne mit sich im Strahlengang befindenden, der Halterung eines
Primärstrahlers oder eines Hilfsreflektors dienenden Stutzen,
die jeweils in einer durch ihre beiden Endpunkte und die Reflektorachse bestimmten Ebene (Stutzenebene) bogenförmig
gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsflächen d&r Stützen (1) jeweils mit einer
Streustruktur (2) versehen sind, deren Abmessung in der Stützenebene konstant ist, während sie senkrecht zur Stutzenebene
einen regelmäßigen wellen- oder mäanderfb'rmigen
Verlauf aufweist.
2. Antenne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Streustrukturon (?) jeweils auf einem tragenden Teil (3) der
Stützen (1) angebracht sind.
3. Antenne nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß dei tragende Teil (3) der Stützen (1) jeweils einen etwa rechteckförmigen
Querschnitt aufweist, und daß die Streustrukturen (2) jeweils auf den inneren, die Reflexionsflächen der
Stützen bildenden Flächen (4) der tragenden Teile angebracht sind und diese abdecken.
4. Antenne nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Streustrukturen (2) jeweils aus zwei länglichen Blechteilen
(5,6) bestehen, die zum tragenden Teil (3) der Stütze (1) hin einen Raum von etwa dreieckförmigem Querschnitt einschließen
und an dem vom tragenden Teil der Stütze abgewandten Rand miteinander verbunden sind, so daß sich dort eine für
8 VPA
beide Bleche gemeinsam auslaufende, scharfe und wellenförmige
Kante (7) mit konstantem senkrechten Abstand vom tragenden Teil der Stütze ergibt.
5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Streustrukturen (2) jeweils aus vorgefertigtem Formmaterial bestehen, das einen etwa dreieckformigen Querschnitt aufweist
und an der vom tragenden Teil (3) der Stütze (1) abgewandten Seite mit einer scharf ausgebildeten und wellenförmig verlaufenden
Kante mit konstantem senkrechten Abstand vom tragenden
Teil der Stütze versehen ist.
6. Antenne nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Streustrukturen (2) aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehen.
7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Streustrukturen (2) aus dielektrischem Material bestehen,
8. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Streustrukturen (2) jeweils aus mehreren identischen Teilstrukturen zusammengesetzt sind.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858501452 DE8501452U1 (de) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | Reflektorantenne mit Stützen im Strahlengang |
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---|---|
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1985
- 1985-01-21 DE DE19858501452 patent/DE8501452U1/de not_active Expired
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