DE950652C

DE950652C - Richtstrahler

Info

Publication number: DE950652C
Application number: DET2329D
Authority: DE
Inventors: Dr Waldemar Ilberg
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-03-22
Filing date: 1941-03-22
Publication date: 1956-10-11

Description

Richtstrahler Hohlspiegel, vorzugsweise Parabolspiegel, für ultrakurze Wellen bildet man nach den von T a t a r i n o f f angegebenen und in der französischen Patentschrift 72653i zu einem späteren Zeitpunkt ausführlich dargestellten und beschriebenen Grundsätzen meist so aus, daß, wie in Abb. i der Zeichnungen gezeigt, die Brennweite b kleiner oder höchstens gleich der Tiefe t des Spiegels ist. Der Brennpunkt, in dem das Strahlerelement - z. B. der Dipol D - angeordnet ist, liegt also entweder innerhalb des vom Hohlspiegel selbst eingenommenen Raumes oder äußerstenfalls in der öffnungsebene E-E. Die Öffnungsweite ö beträgt im letzteren Falle bei Verwendung eines Parabolspiegels das Vierfache der Brennweite bzw. der Tiefe. Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß eine derartige Bemessung nur für solche Strahlerelemente zweckmäßig ist, die, wie der Dipol D in Abb. i, ihre Strahlung verhältnismäßig ungerichtet auf den Hohlspiegel werfen. Ist hingegen die Strahlung in Richtung auf .den Spiegel von vornherein stärker gebündelt, so werden vo@rzugsweise nur die inneren, scheitelnahen Teile des Hohlspiegels von der Strahlung beaufschlagt, während die äußeren Teile wesentlich weniger ausgeleuchtet werden und infolgedessen zur Bündelung wenig beitragen. Dies tritt insbesondere dann ein, wenn als Strahlerelement die Mündung eines Hohlrohres dient, aus dem die Strahlung bereits verhältnismäßig stark gebündelt austritt. Gemäß der- Erfindung wird vorgeschlagen, in diesem Fall das Verhältnis der Brennweite zur Öffnung eines Parabolspiegels derart groß zu wählen, daß der Parabolspiegel im wesentlichen gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Dies läßt sich bei Verwendung eines stärker bündelnden Strahlerelementes, z. B. der Mündung eines Hohlrohres, insbesondere dadurch erzielen, daß die Brennweite größer ist als die Tiefe des Hohlspiegels, der Brennpunkt sich also außerhalb des vom Hohlspiegel umfaßten Raumes befindet. Vorzugsweise soll der Brennpunkt in einer Entfernung vom Spiegelscheitel liegen, die dem Doppelten oder sogar dem Mehrfachen der Spiegeltiefe entspricht.
Es ist an sich in der schematisch gehaltenen Zeichnung der deutschen Patentschrift 584 272 eine Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen dargestellt, die aus einem Parabolspiegel mit gegen die Brennweite geringer Tiefe und einer Erregerantenne mit einseitiger Richtwirkung auf den Parabolspiegel besteht. Dort handelt es sich indes um den Ersatz der von T a t a r i n o f f her bekannten kugelschalenartigen Erregerantenne durch eine von deren Nachteilen nach dortiger Ansicht freie Erregerantenne. über die Bemessung des Spiegels sind in dieser Patentschrift keine Angaben gemacht, und soweit man aus der schematischen Darstellung entnehmen kann, ist dort auch das Verhältnis der Brennweite zur Öffnung - wegen der stärkeren Richtwirkung des Erregerstrahlers -noch so klein, daß der Parabolspiegel praktisch die gesamte von der Erregerantenne ausgehende Strahlung aufnimmt. Es ist dort also weder die dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Aufgabe noch die Lehre nach der Erfindung für den Fachmann offenbart.
Durch die Anwendung der Lehre nach der Erfindung wird eine Reihe wesentlicher Vorteile erzielt, die den bekannten Anordnungen nicht zu eigen sind. Legt man beispielsweise für einen Vergleich einen Spiegel nach der bekannten Dimensionierung und einen weiteren Spiegel nach der Lehre der Erfindung bei gleicher Brennweite zugrunde, so ergibt sich für den Spiegel nach der Lehre der Erfindung eine wesentlich geringere Fläche - bei praktisch bezüglich der Hauptstrahlung gleichbleibender Bündelung -, was bei der Aufstellung derartiger Richtantennen im Freien wegen des dann wesentlich verminderten Winddrucks von großer Bedeutung ist. Legt man einem Vergleich hingegen einen Spiegel nach der bekannten Dimensionierung und einen Spiegel nach der Lehre der Erfindung zugrunde, die beide die gleiche Öffnungsweite besitzen, so ergibt sich für den Spiegel nach der Lehre der Erfindung bei besserer Bündelung der Hauptstrahlung eine wesentlich flachere und leichter herzustellende Form - die Spiegelfläche federt nicht zurück, ist leicht durch Verformung mittels eines Drückverfahrens herstellbar und führt nicht so leicht zu Materialrissen-, d. h., die Krümmung ist bei einem Spiegel nach der Lehre der Erfindung wesentlich geringer als bei einem Spiegel nach der bekannten Dimensionierung. Es trifft zu, daß bei einem Spiegel nach der Lehre der Erfindung ein Teil der Erregerstrahlung am Spiegelrand vorbeigestrahltwird. Die dadurch in rückwärtiger Richtung des Spiegels verursachten Nebenmaxima in dem Strahlungsdiagramm der gesamten Richtantenne sind aber wesentlich geringer, als es diese Vorbeistrahlung zunächst erwarten läßt. Es tritt nämlich insofern eine überraschende Wirkung auf, als die vorbeistrahlende Energie infolge Beugung am Spiegelrand in ein sekundäres, weit aufgefächertes Strahlungsdiagramm zerstreut wird, in dem die Nebenmaxima geringere Nebenwerte besitzen als die ursprüngliche Vorbcistrahlung.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 2. Die Mündung des Hohlrohres H, das durch den Sender S zu H-Wellen erregt wird und dessen Ende koaxial zum rotationsparabolischen Spiegel S angeordnet ist, liegt im Brennpunkt des Spiegels, dessen Brennweite b etwa 2- bis 3mal so groß ist wie die Tiefe t des Spiegels. Hierdurch läßt sich eine angenähert gleichmäßige Ausleuchtung des Spiegels erzielen. Wird durch passende Wahl des Mündungsdurchmessers im Verhältnis zur Arbeitswellenlänge oder durch passende trichterförmige Erweiterung der Hohlrohrmündung die Austrittsstrahlung noch stärker gebündelt, so kann gegebenenfalls ein noch flacherer Hohlspiegel, d. h. ein noch größeres Verhältnis von Brennweite zur Tiefe, gewählt werden.
Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar, wenn als Strahlerelement statt eines eigentlichen Hohlrohres entsprechend Abb. 3 ein Hohlraumresonator H' verwendet wird, der durch ein Magnetron M zu Schwingungen erregt wird. Der in der Stirnwand vorgesehene Schlitz L. befindet sich in dem Brennpunkt des Spiegels, bei dem die Brennweite wiederum das Doppelte oder sogar ein Mehrfaches der Spiegeltiefe beträgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Parabolspiegel, dessen Tiefe klein gegen die Brennweite ist, und einer Erregerantenne mit einseitiger Richtwirkung auf den Parabolspiegel, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Brennweite zur Öffnung des Parabolspiegels derart groß gewählt ist, daß der Parabolspiegel im wesentlichen gleichmäßig ausgeleuchtet wird.
2. Richtantenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerantenne als Mündung eines Hohlraumes ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 584272; französische Patentschrift Nr. 726 53 i.