DE977474C - Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen - Google Patents
Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung elektromagnetischer Wellen bei RichtantennensystemenInfo
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- DE977474C DE977474C DES29146A DES0029146A DE977474C DE 977474 C DE977474 C DE 977474C DE S29146 A DES29146 A DE S29146A DE S0029146 A DES0029146 A DE S0029146A DE 977474 C DE977474 C DE 977474C
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/104—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces using a substantially flat reflector for deflecting the radiated beam, e.g. periscopic antennas
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen ebenen elektrischen Metallspiegel zur Strahlumlenkung sehr
kurzer elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen.
Bei Antennenanordnungen dieser Art ist eine Antenne mit starker Bündelung, beispielsweise eine
Parabol- oder eine Linsenantenne, in der Nähe des Bodens aufgestellt, während der von dieser Antenne
angestrahlte Umlenkspiegel erhöht über dem Boden, z. B. auf einem Turm, angebracht ist. Hierbei
ist die Strahlung der Antenne steil aufwärts auf den Umlenkspiegel gerichtet, der die elektromagnetischen
Wellen in die gewünschte Richtung umlenkt. Der Umlenkspiegel vermeidet die ansonsten
notwendigen Verbindungsleitungen zwischen dem am Boden aufgestellten Sender und dem erhöht angeordneten
Richtantennensystem, die insbesondere bei größerer Länge zu Übertragungsstörungen Anlaß
geben.
Es wäre nun naheliegend, anzunehmen, daß es hinsichtlich der Abstrahlung der elektromagnetischen
Wellen günstig wäre, sehr große Umlenkspiegel zu verwenden. Es zeigt sich jedoch, daß
übergroße Umlenkspiegel keinen Gewinn, sondern im Gegenteil einen Verlust an elektromagnetischer
Energie mit sich bringen können. Ferner ist der große mechanische Aufwand zu beachten, der mit
Rücksicht auf den aufzunehmenden starken Wind-
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druck bei derart großflächigen Gebilden notwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Antennenanordnung der einleitend beschriebenen
Art unter Berücksichtigung der örtlichen und elektrischen Gegebenheiten eine optimale Bemessungsangabe
für einen ebenen Umlenkspiegel anzugeben.
Ausgehend von einem ebenen elektrischen Metallspiegel zur Strahlumlenkung sehr kurzer elektromagnetischer
Wellen bei Richtantennensystemen, bei denen eine Antenne mit starker Bündelung, beispielsweise
eine Parabol- oder eine Linsenantenne, in der Nähe des Bodens aufgestellt ist, während der
von dieser Antenne angestrahlte Umlenkspiegel erhöht über dem Boden, z. B. auf einem Turm, angebracht
ist, wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Größe der auf eine zur
Strahlrichtung senkrecht stehende Ebene projizierten Fläche des Metallspiegels gleich der Flächengröße
des Richtstrahlers, vermehrt um etwa das doppelte Produkt aus Wellenlänge der Strahlung
und Abstand zwischen Richtstrahler und Umlenkspiegel ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Umlenkspiegels läßt sich nicht nur ein Verlust an
elektromagnetischer Energie vermeiden, sondern darüber hinaus ein zusätzlicher, und zwar optimaler
Gewinn gegenüber einer Richtstrahleranordnung ohne Umlenkspiegel erzielen, bei der der
Richtstrahler an der Stelle des Umlenkspiegels angeordnet ist. Verluste an elektromagnetischer
Energie würden auch schon dann vermieden, wenn die Spiegelflächenprojektion in Strahlrichtung
größer als die Fläche des Richtstrahlers, vermehrt um das halbe Produkt aus Wellenlänge der Strahlung
und dem Abstand zwischen Richtstrahler und Umlenkspiegel, gewählt wird.
Es ist bereits bekannt, die Abmessungen eines ebenen Umlenkspiegels groß gegenüber der verwendeten
Wellenlänge der Strahlung, und zwar in der Größenordnung von 10 bis 20 Wellenlängen zu
wählen. Mit solchen Abmessungen können gegebenenfalls die durch die Zwischenschaltung des
Umlenkspiegels in den Strahlengang des Primärstrahlers bedingten elektromagnetischen Verluste
über den Gewinn des Umlenkspiegels gerade kompensiert werden. Eine andere bekannte Bemessungsregel für derartige Umlenkspiegel sieht vor, die
Breite des Umlenkspiegels so zu wählen, daß sie einem Fünftel der Halbwertsbreite der Richtstrahlcharakteristik
am Ort der Aufstellung entspricht. Auch diese Bemessung führt zu anderen Spiegelabmessungen,
wie sie für die Erzielung eines optimalen Systemgewinns nach der Lehre der Erfindung
erforderlich sind.
Die bei der Anordnung gemäß der Erfindung erzielten Vorteile können mit Hilfe bekannter Rechenmethaden
der Beugungstheorienaehgewiesen werden. Die Erscheinung, daß man bei geeigneter Wahl der
Größe des Umlenkspiegels und des Abstandes des Umlenkspiegels von dem Strahler einen Gewinn
gegenüber einer Antennenanordnung ohne Umlenkspiegel erzielen kann, kann ähnlich den Verhältnissen
an der Fresnelschen Zonenlinse der Optik durch die Ausblendung falschphasiger Strahlen erklärt
werden.
Genauere Untersuchungen zeigen, daß der Übertragungswirkungsgrad, d. h. das Verhältnis der
Empfangs- zu Sendeleistung einer Antenne, bei Richtantennensystemen gemäß der Erfindung bei
gleichbleibender Anordnung von Richtstrahler und Umlenkspiegel nicht mit dem Quadrat der Richtstrahlerfläche
wie bei Antennensystemen ohne Umlenkspiegel, sondern nur mit einer Potenz der Richtstrahlerfläche wächst, deren Exponent kleiner
als ι ist. Eine Vergrößerung der Antennenfläche bei gleich groß gehaltenen Umlenkspiegelflächen
bringt also eine weit weniger wirksame Vergrößerung des Übertragungswirkungsgrades als bei
Richtantennensystemen ohne Umlenkspiegel. Eine Verkleinerung der Richtantennenfläche der verhältnismäßig
teuren Richtantennen kann durch eine Vergrößerung der wesentlich billiger herzustellenden
Umlenkspiegel gemäß der Erfindung ausgeglichen werden, wenn der Übertragungswirkungsgrad
in gewissen Grenzen auf gleicher Größe gehalten werden soll. Diese Erkenntnis soll an Hand
eines praktischen Beispieles für den Fall erläutert werden, daß die Betriebswellenlänge gleich 12 cm
ist und der Abstand zwischen Richtantenne und Umlenkspiegel 50 m beträgt. Soll bei einer Richtantennenanlage
beispielsweise ein Parabolspiegel von 3 m Durchmesser verwendet werden, dann ist
ein Umlenkspiegel von 3,6 m Durchmesser, gemessen an seiner Projektion in Strahlrichtung, erforderlich,
wenn dieses Richtantennensystem denselben Gewinn bzw. denselben Übertragungswirkungsgrad aufweisen soll wie der Parabol-Richtstrahler
allein ohne Umlenkspiegel. Diesem Beispiel ist die empirisch festgelegte Regel zugrunde
gelegt, daß man die Fläche der Umlenkspiegel normalerweise um mindestens 20°/o· größer
wählen soll als die Öffnungsfläche der Richtstrahler. Soll nun statt des Parabolspiegels von 3 m Durchmesser
ein solcher mit nur 2 m Durchmesser verwendet werden, so würde man ohne Umlenkspiegel
nur etwa die halbe Empfangsleistung erzielen. Bei Verwendung eines Parabolrichtstrahlers von nur
2 m Durchmeser in Verbindung mit einem nach der Erfindung bemessenen Umlenkspiegel, dessen auf
eine zur Strahlrichtung senkrecht stehende Ebene projizierte Fläche einen Durchmesser von 4,1 m
(Projektionsdurchmesser) aufweist, würde man dieselben elektrischen Eigenschaften wie beim
System mit einem Richtstrahler von 3 m Durchmesser und einem Umlenkspiegel von 3,6 m Projektionsdurchmesser
erzielen.
Ausführungsbeispiele für die Anordnung gemäß der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
Fig. ι stellt eine Richtfunkstrecke mit den beispielsweise am Boden angeordneten Parabolspiegeln 1
und den erhöht angeordneten Umlenkspiegeln 2 dar. Die Anordnung nach Fig. 2 zeigt eine Anordnung
für Richtfunkverbindung, die aus den Trichter-Strahlern 3 und den rechteckförmigen Umlenk-
spiegeln 4 besteht. Die Dimensionierung dieser Spiegel erfolgt in analoger Weise wie bei Anlagen
mit Parabolrichtstrahlern.
Die Erfindung ist sinngemäß für alle Richtstrahler anwendbar. Es läßt sich nämlich für alle
vorkommenden Richtstrahlersysteme eine Strahlerfläche ermitteln, die zur Bestimmung der Umlenkspiegelfläche
dient.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH:Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen, bei denen eine Antenne mit starker Bündelung, beispielsweise eine Parabol- oder eine Linsenantenne, in der Nähe des Bodens aufgestellt ist, während der von dieser Antenne angestrahlte Umlenkspiegel erhöht über dem Boden, z. B. auf einem Turm angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der auf eine zur Strahlrichtung senkrecht stehende Ebene projizierten Fläche des Metallspiegels gleich der Flächengröße des Richtstrahlers, vermehrt um etwa das doppelte Produkt aus Wellenlänge der Strahlung und Abstand zwischen Richtstrahler und Umlenkspiegel ist.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 700339;französische Patentschriften Nr. 855 688,
880561.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609 625/5 7.66
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES29146A DE977474C (de) | 1952-07-03 | 1952-07-03 | Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES29146A DE977474C (de) | 1952-07-03 | 1952-07-03 | Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE977474C true DE977474C (de) | 1966-07-14 |
Family
ID=7479680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES29146A Expired DE977474C (de) | 1952-07-03 | 1952-07-03 | Ebener elektrischer Metallspiegel zur Strahlumlenkung elektromagnetischer Wellen bei Richtantennensystemen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE977474C (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR855688A (fr) * | 1939-01-31 | 1940-05-17 | Csf | Utilisation d'un réflecteur plan pour la retransmission d'ondes ultracourtes |
DE700339C (de) * | 1934-11-25 | 1940-12-18 | Julius Pintsch Kom Ges | Ultrakurzwellenuebertragungsanordnung |
FR880561A (fr) * | 1940-08-26 | 1943-03-30 | Blaupunkt Werke Gmbh | Antenne pour émission ou réception d'ondes extra-courtes dirigées |
-
1952
- 1952-07-03 DE DES29146A patent/DE977474C/de not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE700339C (de) * | 1934-11-25 | 1940-12-18 | Julius Pintsch Kom Ges | Ultrakurzwellenuebertragungsanordnung |
FR855688A (fr) * | 1939-01-31 | 1940-05-17 | Csf | Utilisation d'un réflecteur plan pour la retransmission d'ondes ultracourtes |
FR880561A (fr) * | 1940-08-26 | 1943-03-30 | Blaupunkt Werke Gmbh | Antenne pour émission ou réception d'ondes extra-courtes dirigées |
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