DK150555B - Mikrobaelge-bredbaandsretningsradioantenne - Google Patents

Description

150555

Opfindelsen angår en mikrobølge-bredbåndsretningsradioantenne i tragtkonstruktion med en som excentrisk rotationsparaboloide-ud-snit udformet reflektor, der fødes efter offset-princippet fra et primærstrålersystem, og hvis aperturafslutning dannes af en aper-turdækplade af strålingsoverførende plastmateriale.

Fladevirkningsgraden og strålingsdiagrammet for bredbåndsretningsradioantenner af høj kvalitet afhænger væsentligt af præcisionen af reflektor/stråler-relationen og af nøjagtigheden af selve reflektorskålen.

Ved høje anfordringer til vinkeldæmpningen anvendes nutildags i første linie offsetfødede antenner i tragtopbygning. For 3m-anten-ner eksempelvis ligger grænsen for den realiserbare reflektorpræci- 150555 2 sion ved ί 1,0 mm spidsafvigelse fra idealfladen (rotationsparabo-loide). En sådan præcision af store blikoverflader er under de forudgivne anvendelsesbetingelser meget vanskelig at overholde, fordi kranarbejder, transport og på anvendelsesstedet vindkræfter, ensidige varmebelastninger, nedbør og korrosion belaster konstruktionen kraftigt.

Til opnåelse af den nødvendige stabilitet bliver ved tragtantenner af kendt konstruktion en med pånittede stivere forstærket reflektor fast forbundet med sidevæggene og den øvrige konstruktion, således at der opstår et selvbærende helhedssystem, jf. f.eks. Te-lefunken-Prospekt Weitverkehr und Kabeltechnik: Richtfunkantennen fur den 7 GHz-Bereich, marts 1973, siderne 7, 20 samt Telefunken-Prospekt Weitverkehr und Kabeltechnik: Richtfunkantenne fur den 2GHz-Bereich, november 1968, siderne 7, 22-25. Efter sammenbygningen af en sådan antenne kræves der omstændelige efterindstillings-arbejder, fordi blikreflektorens kontur har kastet sig efter svejse- og nittearbejderne. Denne kendte konstruktion bliver desto mere ugunstig, jo højere anfordringer der stilles til reflektor-stråler-enhedens præcision, fordi både ved sammenbygningen af antennen og under transporten og under anvendelsen alle på antennen virkende kræfter overføres til reflektoren og deformerer denne. Derved forringes diagramsymmetrien, vinkeldæmpningen og de kritiske depolari-sationsegenskaber for offsetfødede antenner.

Til opnåelse af en tilstrækkelig stabilitet må man således ved denne kendte konstruktion acceptere dyre og omstændelige fremstillingsmetoder for disse antenner, der anvendes som standardantenner i snævermaskede radiokædenet.

Opfindelsen tager sigte på at skabe, en konstruktion af en bredbåndsreflektorantenne i tragtopbygning af høj kvalitet til den kommercielle radiokædeteknik, som gør det muligt at forankre reflektor-skåle indtil ca. 10 m fladeudstrækning og med snævre tolerancer på en sådan måde, at der på trods af belastninger under transport, ved kranarbejder, som følge af vinden, ensidig bestråling osv. er sikret et præcist spejlsystem på anvendelsesstedet.

Ifølge opfindelsen, der vedrører en mikrobølge-bredbåndsret-ningsradioantenne af den indledningsvis omhandlede art, opnås dette ved en opdeling i to separate funktionsenheder, nemlig dels det egentlige antennesystem, der bestemmer de elektriske antennedata og derfor er udformet som præcisionsdel,· dels et i henseende til anten- 3 150555 nesystemets form tilpasset afskærmningshus uden særlige tolerancefordringer, og ved en fast bundplade, der alene samtidigt bærer antennesystemet og dets afskærmningshus. Til det som præcisionsdel udformede antennesystem hører den skålformede reflektor, primær-strålersystemet med holdeorganer, en finjusteringsindretning, absorbs torkomponenter , der over lette afstivninger er anbragt på reflektoren og omkring primærstråleren, samt eventuelt blænder. Som følge af opdelingen af antennen i de to separate funktionsenheder bliver de fra omverdenen hidrørende belastninger holdt fjernt fra de antennens elektriske data bestemmende præcisionsdele.

Den faste bundplade kan sammenskrues med den sædvanlige ringkonstruktion på en mast til muliggørelse af en grovindstilling på ί 180°. Det som præcisionsdel udformede antennesystem og afskærmningshuset er kun forbundet med hinanden over bundpladen. Antennesystemet og afskærmningshuset er hensigtsmæssigt sammenskruet således med bundpladen, at ingen husbevægelser overføres til antennesystemet.

Det hensigtsmæssigt på adskillelig måde udformede afskærmningshus omfatter i det væsentlige to sidevægge, en bagskærm og en ramme til optagelse af aperturdækpladen. Antennens data bestemmes bortset fra aperturdækpladens indflydelse kun af præcisionsdelen.

Der stilles derfor ingen elektriske fordringer til afskærmningshusets konstruktion, således at anvendelsen af plastmateriale, overtræk osv. uden videre er mulig. Konstruktionen af huset lader sig hvad angår pris, vægt, holdbarhed, tæthed, adskillelighed, design osv. optimere uafhængigt af antenneegenskaberne.

Præcisionsdelen er hensigtsmæssigt indstillelig i afskærmnings-huset indenfor finjusteringens område med ca. i 5° med hensyn til elevation og azimut, uden at antennens data ændres.

Da bevægelser, spændinger og deformeringer af afskærmningshuset ikke overføres til reflektoren, kan der benyttes lette, sammensættelige reflektorkonstruktioner. Strålerreflektorsysternet kan da konstrueres adskilleligt på en sådan måde, at der fremkommer fremstillings- og forsendelsesvenlige delkomponenter. Reflektorskålen kan udformes således, at den kan opdeles i to-fire delskåle med forskruninger. Da reflektoren er beskyttet, og der efter dens fremstilling ikke længere optræder bearbejdningsskader, kan der benyttes fremstillingsmetoder med let formbart materiale. Således kan der eksempelvis anvendes blødt aluminiumblik med randforstærkninger eller m 150555 4 metalliseret glasfiberforstærket plastmateriale.

Som følge af den delte konstruktion kan antennen varieres efter systemfordringerne, således at der kan anvendes enkeltreflektorer og præcisionsreflektorer med direkte stråling, dobbeltreflektorsystemer, korrigerede reflektorer osv., hvorhos eksempelvis afskærmningen og andre dele forbliver uændrede.

Ved vanskelige forsendelsesbetingelser, f.eks. i forbindelse med export, kan antennen forsendes i adskilt tilstand og bygges sammen i nærheden af anvendelsesstedet, således at der ikke opstår lange strækninger med specialtransportmidler og stor beskadigelsesrisiko.

En stor omkostningsfaktor ved indretningen af radiokædestrækninger er givet ved masternes stabilitet. En ifølge opfindelsen opbygget antenne med et beskyttet let reflektorstrålersystem kan ef-terindstilles inden for finjusteringsområdet ved hjælp af enkle indstillingsmotorer. Hvis man fastlægger de langsomme mastbevægelser over egnede følere, kan antennens hovedstråleretning stabiliseres ved hjælp af et servostyresystem.

Efterreguleringsmuligheden er desuden anvendelig til automatisk opsøgning og opretholdelse af den optimale indstilling for en strækning over et computerstyret indstillingsapparat, ved installationen, som hjælp ved vedligeholdelsen eller under driften. I modsætning til servostyresystemer over hjælpereflektorer eller fasecen-trumsforskydning i stråleraperturen er antennens data derved i vidt omfang uafhængige af efterreguleringstilstanden, således at langsomme forstyrrelser kan udreguleres gunstigere. Den nødvendige fleksible tilslutning til fødeledningen sker efter polarisationsfiltret. Endvidere kan hurtige efterreguleringssystemer kombineres med det i det foranstående beskrevne princip. Antennen ifølge opfindelsen kan således planlægges som en variabel komponent, der kan tilpasses efter den påtænkte anvendelse, hvorhos grundtanken med deling af antennen i en præcisionsdel, som bestemmer de elektriske antennedata, og en efter antennesystemet tilpasset afskærmningskonstruktion for de forskellige udbygningsmuligheder til stadighed bibeholdes .

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere eksempelvis under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser delene i et afskærmningshus ifølge opfindelsen, fig. 2 en skematisk fremstilling af tragtantennen ifølge opfindelsen, 5 150555 fig. 3 en fremstilling, der skal anskueliggøre den rigtige sammenføjning af en adskillelig reflektorskal, og fig. 4 en stråleretningservostyrekobling ved anvendelse af en tragtantenne ifølge opfindelsen på en mast.

Det i fig. 1 i adskilt tilstand viste adskillelige afskærmningshus, som udgør den ene funktionsenhed i bredbåndsretningsradioantennen ifølge opfindelsen i tragtkonstruktion, omfatter to tilnærmelsesvis trekantede sidevægge 1 og 2, en på en stigeformet afstivning 3 anbragt bagskærmning og en tilnærmelsesvis firkantet ramme 4 til fastholdelse af antennens aperturafskærmning. Det af de forannævnte dele bestående afskærmningshus bæres af en bundplade 5. Der stilles ingen særlige elektriske anfordringer til afskærmningskonstruktionen, således at der uden videre kan benyttes plastmateriale, stofbaner, eller lignende. Aperturdækpladen, der skal indsættes i rammen 4, består eksempelvis af glasfiberforstærket polyesterharpiks, hvorved den i huset indsatte antenne beskyttes mod generende påvirkninger hidrørende fra vejrliget.

Den i fig. 2 skematisk viste præcisionsdel af en tragtantenne ifølge opfindelsen omfatter en paraboloideformet reflektorskål 6, et primærsystem 7 med holdeorgan, en finjusteringsindretning 8 og over lette afstivninger på reflektoren 6 og omkring primærsystemet 7 anbragte absorbatorkomponenter 9, som er af stor betydning for retningsantennens vinkeldæmpning. Disse præcisionsdele er anbragt i afskærmningshuset 10, der er vist detaljeret i fig.

1, og som med hensyn til sin form er tilpasset efter det af præcisionsdelene bestående antennesystem uden særlige tolerancefordringer. Den faste bundplade 5, der kan sammenskrues med den sædvanlige ringkonstruktion på en mast, bærer både antennens præcisionsdel med finjusteringsindretningen 8 og afskærmningshuset 10. Antennepræcisionsdelen og afskærmningshuset 10 er kun forbundet med hinanden over denne bundplade 5. Sammenskruningen udformes således, at ingen bevægelser af huset 10 overføres til den af præcisionsdelene bestående enhed. Inde i afskærmningshuset 10 tillader finjusteringsindretningen 8 en indstilling af elevationen E og azimut A med ca. ΐ 5°, uden at antennens data ændres. Der findes også en vippevinkelfinjustering K.

Den i fig. 3 viste reflektorskål omfatter fire delskåle 11, 12, 13 og 14, som er forsynet med indretninger til sammenskru ning. De fire delskåle 11-14 er eksempelvis af blødt aluminium- 150555 6 blik med en randforstærkning, eller de kan være af metalliseret glasfiberforstærket plastmateriale. Beliggenheden af de i sig selv nøjagtige og med markeringer 15 forsynede reflektordelskåle 11-14 i forhold til hinanden og til beliggenheden af fasecentrum 16 for drivtrinnet bestemmes ved længde- og symmetrimålinger (lære). Efter den samme metode er en kontrol af reflektoren mulig på anvendelsesstedet.

Anvendelsen af antennen ifølge opfindelsen i en radiokædestrækning tillader en betydelig omkostningsbesparelse ved opbygningen af masterne. I forbindelse med de kendte retningsradioantenner med tragtopbygning skal der nemlig lægges stor vægt på masternes stabilitet. En efter det ved opfindelsen angivne princip opbygget tragtantenne med et ved hjælp af et afskærmningshus beskyttet let reflektor-stråler-system kan efterreguleres indenfor finjusteringsindretningens område (8 i fig. 2) ved hjælp af enkle indstillingsmotorer. Dertil tjener den i fig. 4 skematisk viste kobling. Hvis man konstaterer de langsomme bevægelser af masken 17 ved hjælp af passende følere 18, kan man ved hjælp af det i fig. 4 viste servos tyresys tem stabiliserer hovedstråleretningen for den i afskærmningshuset 10 værende og på bundpladen 5 lejrede antenne 19. Følerværdierne -X^, -X^,, -X^^ for azimut, elevation og vippevinkel samt ønskeværdierne S&, SE, SK for azimut, elevation og vippevinkel bliver efter blanding tilført en regulator 20 som reguleringsværdier xA, x£, xR, hvilken regulator tilfører indstillingsmotorer 21 indstillingsstørrelser Y^, YE, YR for azimut, elevation og vippevinkel. Disse indstillingsmotorer 21 tjener til efterindstilling af den i fig. 2 med 8 betegnede finjusteringsindretning.

Claims (9)

150555

1. Mikrobølge-bredbåndsretningsradioantenne i tragtkonstruktion med en som excentrisk rotationsparaboloide-udsnit udformet reflektor, der fødes efter offset-princippet fra et primærstråler-system, og hvis aperturafslutning dannes af en aperturdækplade af strålingsoverførende plastmateriale, kendetegnet ved en opdeling i to separate funktionsenheder, nemlig dels det egentlige antennesystem (6-9), der bestemmer de elektriske antennedata og derfor er udformet som præcisionsdel, dels et i henseende til antennesystemets form tilpasset afskærmningshus (10) uden særlige tolerancefordringer, og ved en fast bundplade (5), der alene samtidigt bærer antennesystemet og dets afskærmningshus (10).

2. Antenne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at antennesystemet 6-9 og afskærmningshuset (10) er sammenskruet således med bundpladen (5), at ingen husbevægelser overføres til antennesystemet (6-9).

3. Antenne ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det som præcisionsdel udformede antennesystem omfatter den skålformede reflektor (6), primærstrålersystemet med holdeorgan (7), en finjusteringsindretning (8), over lette afstivninger på reflektoren og omkring primærstrålersystemet anbragte absorbatorkomponen-ter (9) og eventuelt blænder.

4. Antenne ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det som præcisionsdel udformede antennesystem (6-9) ved hjælp af finjusteringsindretningen (8) er indstilleligt i afskærmningshuset (10) med ca. t 5° med hensyn til elevation og azimut.

5. Antenne ifølge et eller flere af de foregåeride krav, kendetegnet ved, at afskærmningshuset (lo) er sammensat af to sidevægge (1,2), en bagafskærmning og en ramme (4) til optagelse af aperturdækpladen.

6. Antenne ifølge krav 5, kendetegnet ved, at bagafskærmningen er fastgjort på en afstivning (3).

7. Antenne ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at der anvendes plastmateriale, overtræk og lignende i afskærmningshuset.

8. Antenne ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den skålformede reflektor (6) er sammensat af flere enkelte delskåle (11-14).

9. Antenne ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den skålformede reflektor (6) er af