EP0019775A1

EP0019775A1 - Antennenanordnung, insbesondere Cassegrain-Antennenanordnung

Info

Publication number: EP0019775A1
Application number: EP80102544A
Authority: EP
Inventors: Anton Dipl.-Ing. Brunner; Wolfgang Dipl.-Ing. Löw
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1980-12-10
Also published as: DE2920781A1; DE2920781C2; JPS55154803A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, insbesondere Cassegrain-Antennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektor (1), einem vorzugsweise durch einen Homstrahler (3) gebildeten, vorgezogenen Primärspeisestrahler und einem davor angeordneten Subreflektor (5). Dieser ist mittels einer den Primärspeisestrahler umhüllenden Kunststoffhaube (Radom) (4) gehalten. Bei einer derartigen Antennenanordnung sollen die Überstrahlung und damit die unerwünschten Nebenzipfel sowie die Wirkung der beugenden Subreflektorkante vermindert werden. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass das Radom (4) im Winkelbereich von durch Überstrahlung bedingten unerwünschten Nebenzipfeln mit die Überstrahlung vermindernden Teilen (Metallstiften 8, metallischen Streifen 10, 11 oder Blenden 9) versehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, insbesondere Cassegrain-Antennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektor, einem vorzugsweise durch einen Hornstrahler gebildeten, vorgezogenen Primärspeisestrahler und einem davor angeordneten Subreflektor, der mittels einer den Primärspeisestrahler umhüllenden Kunststoffhaube (Radom) gehalten ist. Eine derartige Anordnung ist durch die DE-OS 27 15 796 bekannt.
Bei Antennenanwendungen auf dem Richtfunk-,Satelliten- funk- und Radargebiet sind wegen der Dichte der Netze und der Verminderung von Stör- bzw. Störereinflüssen nur sehr kleine Nebenzipfel zulässig. Der Nebenzipfelpegel wird bei Cassegrainantennen im vorderen Winkelbereich mit Ausnahme des achsennahen Bereichs stark von der Überstrahlung am Fangreflektor bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Antennenanordnung der vorstehend beschriebenen Art eine Lösung anzugeben, durch die die Überstrahlung und damit die unerwünschten Nebenzipfel sowie die Wirkung der beugenden Subreflektorkante vermindert werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das Radom im Bereich von durch Überstrahlung bedingten, unerwünschten Nebenzipfeln mit die Überstrahlung vermindernden metallischen Teilen versehen ist, bestehend aus im Radom angebrachten Metallstiften, am Radom innen oder außen aufgebrachten metallischen Streifen oder seitlich am Radom bzw. Fangreflektor angeordneten Blenden.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 die Anordnung jeweils einer rotationssymmetrisch aufgebauten Cassegrain-Antenne in einer schematischen Seitenansicht mit darin eingezeichneter Überstrahlung,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 mit im Radom eingesetzten Metallstiften,
Fig. 4 den Subreflektor einer Cassegrain-Antenne in der Draufsicht mit seitlich angeordneten Blenden und
Fig. 5 und 6 eine vergröBerte Darstellung der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 mit Metallstreifen in Längsrichtung bzw. in Umfangsrichtung des Radoms.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht die Anordnung einer rotationssymmetrisch ausgelegten Cassegrain-Antenne ohne Polarisationsdrehung dargestellt. Durch den Scheitel eines im wesentlichen parabolischen Hauptreflektors 1 ist eine als Hohlleiter 2 ausgebildete Führung zu einem Primärhornstrahler 3 geführt. Der Hornstrahler 3 ist von einer flaschenförmigen Kunststoffhaube 4 (Radom) umhüllt. Der Hornstrahler 3 ist dabei im Bereich nahe dem Flaschenhals angeordnet, während im Bereich der Bodenfläche der Subreflektor 5 angeordnet ist, der auch von der Bodenfläche der flaschenförmigen Kunststoffhaube selbst gebildet werden kann, die zu .diesem Zweck an ihrer Innenseite mit einer Metallisierungsschicht versehen ist. In der Figur ist die Nutzstrahlung N, die vom Hornstrahler 3 ausgeht, zum Subreflektor 5 verläuft, von diesem reflektiert zum Hauptreflektor 1 und nach erneuter Reflexion in den freien Raum abgestrahlt wird, mit ausgezogenen Linien dargestellt, die Überstrahlung Ü ist mit einem strichlierten Pfeil eingetragen. Die Überstrahlung U verläuft dabei vom Hornstrahler kommend außerhalb des Bereichs des Subreflektors 5 und gelangt direkt in den freien Raum.
Fig. 2 zeigt eine Cassegrain-Antennenanordnung mit Polarisationsdrehung. Der Hornstrahler 3 ist hierbei unmittelbar in einer Öffnung des Hauptreflektors 1 eingesetzt. Der gitterförmig ausgebildete Subreflektor 6, der die am Hauptreflektor gedrehte Polarisation durchläBt, ist über eine Kunststoffhülle 7 (Radom) mit dem Hauptreflektor 1 verbunden. Die Nutzstrahlung N wird nach zweifacher Reflexion am Subreflektor 6 und Hauptreflektor 1 in den freien Raum abgestrahlt, während die Uberstrahlung U im Bereich zwischen den Reflektoren 1, 6 durch das Radom 7 hindurch direkt in den freien Raum gelangt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überstrahlung Ü unterdrückt wird, ohne daß die am Subreflektor reflektierte Nutzstrahlung N beeinflußt wird. Da die Überstrahlung häufig polarisationsabhängig ist, werden für verschiedene Polarisationen verschiedene MaBnahmen getroffen, die nachstehend anhand der Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 6 erläutert werden.
Bei der Betrachtung der horizontalen Ebene, welche in bezug auf Störung anderer Systeme bzw. gestört werden von anderen Systemen sowohl bei Richtfunk als auch bei Radar besonders wichtig ist, liegt die kritische, senkrecht auf der beugenden Kante stehende Polarisation horizontal. Für diese Polarisation läßt sich die Überstrahlung mittels einer Ausführungsform reduzieren, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Cassegrain-Antenne entspricht dabei der in Fig. 1 dargestellten Form, wobei zur Pereinfachung der Darstellung der Hauptreflektor weggelassen wurde. Hierbei sind an der Innenseite des Radoms 4 im Bereich möglicher Überstrahlung Metallstifte 8 angeordnet, wobei sie mit solcher Neigung in das Radom 4 eingesetzt sind, daß sie parallel zu dem am Anbringungsort durchgehenden reflektierten Strahl der Nutzstrahlung liegen. Dadurch beeinflussen sie die Nutzstrahlung N nicht, stellen jedoch für die Überstrahlung Ü und auch für die im Radom laufende Leituagswelle R ein reflektierendes-Hindernis dar.
Aus fertigungstechnischen Gründen kann es von Vorteil sein, parallelstehende Stifte anzubringen, deren Richtung der mittleren Nutzstrahlrichtung entspricht. Die abschirmende Wirkung in bezug auf Überstrahlung bleibt dabei praktisch erhalten und die störende Wirkung in bezug auf Nutzstrahlung nimmt z.B. bei kleineren Stiftfeldern nur geringfügig zu.
Für die Stiftlänge 1 gibt es optimale Werte, beispielsweise etwas größer als λ/2. Stiftabstand und die Form und GröBe des Stiftfeldes bieten Möglichkeiten, die Wirkung für bestimmte Winkelbereiche bei minimaler Stiftzahl zu steuern.
Das Einsetzen der wegen der reflektierten Strahlen unterschiedlich geneigten Stifte kann durch eine um den gemeinsamen Ausrichtpunkt F, der der Urpsrung der reflektierten Strahlen ist, schwenkbare Vorrichtung erfolgen. Das Einsetzen der Stifte von innen bietet dabei den Vorteil, daB die äußere Radomhaut nicht durchbohrt werden muß und somit der klimatische und mechanische Schutz bestehen bleibt. Ein Vorstehen der Stifte auf der Innenseite gegenüber dem in seiner Dicke d ebenfalls optimierten Sandwich-, Integralschaum- oder homogenen, dielektrischen Radom ist problemlos.
Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht den Subreflektor einer Cassegrain-Antenne, der zur Verminderung der Überstrahlung seitliche Blenden 9 aufweist. Diese Blenden, deren Wirkung auf einer Kompensation der Kantenbeugung beruht, sind für den Fall vorgesehen, daß auch die Uberstrahlung der vertikalen Polarisation vermindert werden soll. Die relativ kleinen Blenden haben eine Breite b in der Größenordnung von λ/3 und eine Höhe h in der Größenordnung von 3 λ.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Cassegrain-Antenne in einer schematischen Teildarstellung, bei der zur Verminderung der Uberstrahlung Metallstreifen auf dem Radom aufgebracht sind, deren Dimensionierung ähnlich wie die der Stiftfelder erfolgen kann. Ihre Wirkung auf die Überstrahlung entspricht der der Stiftfelder. Eine von ihnen verursachte Wirkung auf die vom Subreflektor reflektierte Nutzstrahlung in Form einer Gewinnreduzierung von etwa 0,1 bis 0,2 dB bei einer Nebenzipfelunterdrückung im betrachteten Winkelbereich von z.B. 5 dB kann in vielen Fällen zugelassen werden. Das Anbringen von metallischen Streifen auf dem Radom stellt eine fertigungstechnisch besonders einfache Lösung dar. Die Metallstreifen werden aus mechanischen Gründen am besten innen, bei stärkerer Leitungswelle im Radom jedoch am besten au6en angebracht, wie dies bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 der Fall ist. Dabei sind in Fig. 5 die Streifen 10 unterschiedlicher Länge nebeneinander liegend in hängsrichtung verlaufend auf dem Radom 4 aufgebracht. Diese Anordnung ist für horizontale Polarisation vorgesehen, während für vertikale Polarisation Metallstreifen 11 in ümfangsrichtung nebeneinanderliegend in den betreffenden Winkelbereichen auf dem Radom aufgebracht sind.
Streifen und Stifte lassen sich bei Bedarf auch im Bereich der vertikalen Ebene zusätzlich oder alternativ, oben und unten, Stifte bei speziellen Peilmoden am ganzen Umfang verteilt anbringen.

Claims

1. Antennenanordnung, insbesondere Cassegrain-Antennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektor, einem vorzugsweise durch einen Hornstrahler gebildeten, vorgezogenen Primärspeisestrahler und einem davor angeordneten Subreflektor, der'mittels einer den Primärspeisestrahler umhüllenden Kunststoffhaube (Radom) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Radom (4) im Winkelbereich von durch Überstrahlung bedingten unerwünschten Nebenzipfeln mit die Überstrahlung vermindernden metallischen Teilen versehen ist, bestehend aus in der Innenwand des Radoms angebrachten Metallstiften (8), am Radom (4) innen oder außen aufgebrachten metallischen Streifen (10, 11) oder seitlich am Radom (4) bzw. Fangreflektor angeordneten Blenden (9). (4) bzw. Fangreflektor angeordneten Blenden (9).

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallstifte (8) innen in die Wand des Radoms (4) eingesetzt sind mit einer solchen Neigung, daß sie jeweils parallel liegend zu dem am Anbringungsort durchgehenden, vom Subreflektor (5) reflektierten Strahl liegen.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallstifte (8) innen in die Wand des Radoms (4) in paralleler Lage zueinander eingesetzt sind, deren Richtung der mittleren Nutzstralrichtung entspricht.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Stifte (8) etwas größer als λ/2 gewählt ist.

5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß durch Stiftabstand und Form und Größe des Stiftfeldes die Minderung der Überstrahlung für bestimmte Winkelbereiche bei minimaler Stiftzahl steuerbar ist.

6. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die metallischen Streifen (10) an der Radomwand in Längsrichtung nebeneinander verlaufend aufgebracht sind.

7. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Streifen (11) an der Radomwand in Umfangsrichtung nebeneinander verlaufend aufgebracht sind.

8. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlich am Radom (4) angebrachten Blenden (9) eine Breite b von etwa λ/3 und eine Länge h in Umfangsrichtung von etwa 3 λ aufweisen.