EP0307351A1 - Hornantenne für Mikrowellen - Google Patents
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- EP0307351A1 EP0307351A1 EP88810489A EP88810489A EP0307351A1 EP 0307351 A1 EP0307351 A1 EP 0307351A1 EP 88810489 A EP88810489 A EP 88810489A EP 88810489 A EP88810489 A EP 88810489A EP 0307351 A1 EP0307351 A1 EP 0307351A1
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- European Patent Office
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- funnel
- funnel wall
- horn antenna
- antenna device
- walls
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/01—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the shape of the antenna or antenna system
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
Definitions
- the invention relates to a horn antenna for microwaves, which antenna has funnel walls which determine the directional and radiation characteristics.
- the opening or funnel angle determines the antenna characteristics.
- a relatively small opening angle results in a relatively wide effective range and a relatively large opening angle corresponds to a relatively narrow effective range.
- Different applications of devices equipped with horn antennas accordingly require different forms of horn antennas, in particular with regard to the opening angle.
- the suitable horn antenna can only be determined empirically, i.e. that a set of different horn antennas must be available, the most suitable of the respective set then being selected by exchanging the respective horn antennas. Since horn antennas are relatively expensive products, there are high costs since a set of e.g. six horn antennas ultimately only one is used and the other five become waste material.
- the aim of the invention is to remedy the disadvantage mentioned.
- the horn antenna according to the invention is characterized in that the position of at least one funnel wall section changes in steps or continuously relative to the position of a further funnel wall section is such that the directional and radiation characteristics of the horn antenna device can be adjusted on it itself.
- FIG. 1 shows a diagrammatic view of a horn antenna, the funnel wall 40 of which is made of a resiliently flexible material.
- the directional and radiation characteristics of this frustoconical horn antenna are largely determined by the funnel angle or the mutual relative angular position, e.g. the funnel wall sections 21 and 22 determined.
- the funnel wall 40 has a separation 23 which extends from the base of the truncated cone to the head thereof.
- the edge sections 24, 25 of the funnel wall 40 adjoining the separation overlap and rest on one another. They are connected to each other via an actuator.
- the adjusting device shown here purely by way of example has a toothed band 26 which is connected to the funnel wall 20 and which is firmly connected to one of the edge sections 24. With this toothed belt 26 a worm wheel 27 meshes, which is connected via a shaft 28 which passes through a bearing 29 connected to the funnel wall 40 and is connected to a knurled rotary head 30.
- the drawing is purely schematic.
- the adjusting device could also be directly at the upper funnel be arranged edge, and it can be arranged at the lower funnel edge, the two edge sections mutually supporting pin 31.
- each funnel wall 3, 4, 5 forms the jacket of a truncated cone.
- the base lines can be any self-contained curvilinear lines, e.g. they can be elliptical. The embodiment shown is now such that the surface lines 32, 33, 34 of the individual funnel walls run parallel to one another.
- the three funnel walls 3, 4, 5 are arranged telescopically and are arranged so as to be translationally displaceable in the direction of radiation.
- the total horn antenna can thus be lengthened or shortened. Assume that the transmitter is firmly connected to the funnel wall 5 at the point designated 35.
- the two funnel walls 3, 4, that is to say the hollow truncated cones, are shifted downward, as the respective planes which are determined by the base lines coincide, only the funnel wall 5 determines the directional and radiation characteristics; a relatively short horn antenna is present.
- the horn antenna can be pulled apart telescopically until, for example, the outer jacket of the funnel wall 5 bears against the inner jacket of the funnel wall 4, and its outer jacket bears against the inner jacket of the funnel wall 3. In this state, all three funnel walls determine de 3,4,5 the characteristics mentioned.
- the surface lines mentioned do not run parallel to one another, and as a further variant the center axes 36 of the frustoconical-shaped ones do not have to coincide, so that horn antennas with the most varied adjustment properties can be formed.
- FIG. 3 shows an embodiment in which the funnel walls 3, 4 each form the casing of a rotationally symmetrical body with the axis 37 and the generatrix 38.
- FIG. 3 there is not a rotationally symmetrical hollow body with a curvilinear generatrix 38, but a hollow body with any, e.g. elliptical baseline 39. Further designs provide curvilinear surface lines of the funnel walls 3, 4 which have different courses or curvatures.
- FIG. 4 shows an embodiment in which the respective funnel walls each form a wall 3, 4 of a truncated pyramid.
- the base of the respective truncated pyramid can have any number of corners.
- the version shown contains four corners.
- the geometric figure described by straight lines can also be any.
- An example is drawn which has the shape of a trapezoid.
- the walls (e.g. 3) of the outer truncated pyramid of the embodiment according to FIG. 4 run parallel to the walls (e.g. 4) of the inner truncated pyramid.
- This version can also be modified insofar as the walls mentioned do not run parallel to one another.
- FIGS. 5 and 6 For the description of further explanations, reference is first made to FIGS. 5 and 6.
- FIG. 5 shows a horn antenna with four flat funnel walls 1,2,3,4, the funnel walls 1 and 2 each enclosing a funnel angle and the funnel walls 3 and 4 each enclosing a funnel angle.
- the front edges of the four walls describe a rectangle.
- FIG. 6 also shows a horn antenna with four funnel walls 1, 2, 3, 4. However, these are curvilinear.
- FIG. 7 now shows a view from the front of the horn antenna 5 or 6, which embodiment according to FIG. 7, however, has funnel walls 3 and 4, which are each pivotably mounted about an axis 41.
- the embodiment shown purely shows, for example, two cap screws 41, 43 for controlling the funnel walls 3 and 4.
- this control like all of the designs shown, can also work hydraulically, pneumatically, electrically, etc. and obviously remote control of the movement of the funnel walls can be carried out for all of the shown Designs may be provided.
- the pivotably mounted funnel walls 3, 4 are pivoted. If the funnel walls 3, 4 are rectangular in the side view, the position of the funnel walls 1, 2 obviously does not change.
- the funnel angle determined by the funnel walls 1 and 2 also changes. These can be arranged slightly pretensioned against the vertical funnel walls 3, 4. It is also possible to insert an insert made of a spring-elastic material, e.g. a foamed plastic that is permeable to the microwaves in the funnel. This would e.g. the funnel walls 3, 4 must always be tensioned against the cap screws 42, 43 and follow them themselves when the screws are unscrewed.
- a spring-elastic material e.g. a foamed plastic that is permeable to the microwaves in the funnel. This would e.g. the funnel walls 3, 4 must always be tensioned against the cap screws 42, 43 and follow them themselves when the screws are unscrewed.
- FIG. 8 which is a view of a horn antenna similar to FIG. 7, shows an embodiment in which a respective funnel wall is adjacent with an edge on one th funnel wall rests.
- the funnel walls 3, 4, e.g. to reduce the angle enclosed by them pivoted against each other the upper funnel wall 1 is pushed to the left and consequently the lower funnel wall 2 to the right.
- the funnel walls 1, 2 are also pivotally mounted, so that the angle enclosed by them can also be changed.
- the horizontal angle and / or the vertical angle can be changed in this embodiment.
- the movement of the four funnel walls can also take place here by any adjusting means.
- an insert made of a resilient material that is permeable to the microwaves and that excites the four funnel walls 1-4 away from one another can be inserted in the funnel.
- the inside of the hopper walls can be any, e.g. have resilient locking members that cooperate with the respective overlying edge. Such an embodiment is particularly useful when the funnel walls are manually adjustable.
- the funnel walls do not have to be perpendicular to one another as drawn in the above explanations.
- An oblique arrangement, as shown in Figure 9, is also provided.
- the variety of designs in which funnel walls are present that do not run flat is not specially drawn.
- the funnel opening, which is determined by the funnel walls, can show any self-contained geometric line, depending on the area of application.
- FIG. 10 shows a horn antenna with eight funnel walls which can be pivoted or rotated. This number can be varied between three and infinite.
- FIG. 11 shows a top view of a horn antenna, which can be changed lengthways.
- a horn antenna 44 with fixed side walls, similar to the illustration in FIG. 5.
- Each funnel wall 1 of this fixed horn antenna carries a plate 45.
- This plate 45 is connected, for example, via a dovetail or tongue and groove guide 47 to the funnel wall 1 lying against it, or is guided thereon.
- This horn antenna thus has funnel wall sections 1.45 which can be displaced relative to one another in the direction of arrow 46.
- FIG 12 shows purely schematically a horn antenna, which is designed according to the above statements, in which the funnel walls 3, 4 are pivotally mounted at pivot points 48. They can be pivoted in the direction of arrows 49 in order to change the funnel angle. There are now exceptions where several horn antennas are interconnected.
- the horn antenna of FIG. 12 can be an E-sector horn with pivotable funnel walls 3, 4, which connects to an E-sector horn 19 with fixed funnel walls 50.
- FIG. 13 shows an embodiment with two horn antennas connected in series, both of which have funnel walls that can be changed in position.
- the funnel walls 3, 4 of a horn are rotatably mounted about the pivot points 51, and the funnel walls 3 ', 4' of the smaller horn are in turn pivotally mounted about the pivot points 48.
- FIGS. 14 and 15 show an embodiment in which the funnel walls 3, 4 are designed as insertable plates.
- the basic design here corresponds to that shown in FIG. 7, except that the funnel walls of the horn antenna according to FIGS. 14 and 15 can only be adjusted in stages.
- the horn antenna now shown in FIGS. 14 and 15 forms a so-called H-sector horn. That horn has two flat parallel funnel walls 1, 2. There are also two funnel walls 3, 4 enclosing the funnel angle.
- the funnel walls 1, 2 are screwed together on the outside via, for example, screw bolts 16.
- the standing funnel walls 3, 4 are formed by rectangular plates 3, 4.
- a plurality of grooves 7, 8 are formed in the mutually facing side surfaces of the funnel walls 1, 2. These grooves diverge in a fan shape.
- a respective groove 7 of the groove family in the upper funnel wall 1 is aligned with a respective groove 8 of the lower funnel wall 2 of the groove family there.
- the funnel neck see FIG.
- a groove 17 with a rounded base is arranged in each case and the plates 3, 4 have a rounded side edge 18 such that there is a continuous line contact between the plates 3, 4 and the grooves 17.
- the plates 3, 4 are inserted with their upper side edge in one of the grooves 7 and with the lower side edge in one of the grooves 8.
- the plates 3, 4 are held clamped in the grooves 7, 8 by the mass of the horn antenna being selected such that a small pressure is exerted on the respective plates 3, 4 by means of the screw bolts 16 through the funnel walls 1 and 2 becomes.
- These plates 3, 4 can now be used in different relative angular positions, depending on the chosen grooves 7, 8 in the horn antenna, so that their characteristics can be determined.
- the plates 3, 4 do not necessarily have to be arranged in mirror image to one another with respect to awf the longitudinal axis of the antenna. This applies to all designs shown above with rotatable or swiveling funnel walls.
- the procedure for changing the funnel angle is carried out here by initially loosening the four screw bolts 16 somewhat. A physical separation from the upper antenna part with the funnel wall 1 from the lower antenna part with the funnel wall 2 is not necessary, however.
- the screw bolts 16 only have to be loosened to such an extent that the plates 3, 4 can be pulled out of the respective grooves 7, 8 and inserted into, for example, adjacent grooves. Then the bolts are tightened again, changing the effective range of the horn antenna. It can be seen that this change does not even require removal of the horn antenna. ,
- the lines 19 indicate an E-sector horn, which is connected to the H-sector horn.
- FIGS. 16 and 17 An execution according to e.g. FIG. 12 is shown in FIGS. 16 and 17.
- the funnel walls 3, 4 are pivotally mounted at the neck end of the H-sector horn, for example by means of pins 20. This allows the hopper angle to be adjusted continuously.
- the funnel walls 3, 4 can also be connected in a rotationally fixed manner to their respective pin 20, which in turn is connected to a rotary drive. Accordingly, the funnel walls 3, 4, for example, for space monitoring, could be controlled into a small included angle, and if a target is detected and, in particular, the antenna is approaching the device, it can be controlled into a larger angular position for, for example, more precise detection. This means that one and the same device could be used for room monitoring and actual target acquisition.
- the two funnel walls 3, 4 do not have to be mirror images relative to the longitudinal axis of the horn antenna.
- the entire antenna or even the entire device does not necessarily have to be constantly tracking a target.
- the connection of the upper part of the device, ie the funnel wall 1 to the lower part, that is to say the funnel wall 2 cannot only take place via firmly tightened screw bolts 16 because the two plates 3, 4 on the one hand must exert pressure on the side surfaces of the funnel walls 1, 2 facing them and, on the other hand, still have to be pivotable. Therefore, the bolts 16 would be equipped with springs, for example, so that a controlled clamping pressure on the plates 3, 4 is present.
- FIGS. 18-20 A further embodiment is shown in FIGS. 18-20.
- This is again an H-sector horn, with this version having a fixed E-sector horn connected to it.
- the horn antenna here contains two funnel members 9, 10 with a U-shaped cross section.
- the base of the U-shape forms the funnel angle 3,4 between the funnel walls.
- a U-shaped funnel member, the one on the right in the embodiment shown, is used in the other.
- the first and the second funnel walls overlap, the funnel walls of the funnel member 9 on the left being indicated by 1, 2 and the first funnel walls of the funnel member 10 on the right being indicated by 1 ', 2' in FIG.
- These two funnel members 9, 10 are mounted in a pivot bearing 21, which can be a bolt, for example. From the illustration according to FIG.
- FIG. 20 shows a section along the line VI-VI of the embodiment according to FIG. 19, the smaller, fixed e-sector horn in particular being drawn here.
- the funnel walls 1, 2 and 1 ', 2' lie flat on one another in the embodiment shown.
- a seal is provided with at least one of the funnel walls in each case link, for example in the form of a small elevation, a flat bar, to ensure safe mutual contact.
- the legs of the U-shape of the funnel members are short, the upper and lower funnel walls being formed by overlying plates.
- the possibility of adjusting the funnel angle would then e.g. correspond to that drawn in FIG.
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hornantenne für Mikrowellen, welche Antenne die Richt- und Abstrahlcharakteristiken bestimmende Trichterwände aufweist.
- Bei Hornantennen bestimmt der Oeffnungs- bzw. Trichterwinkel die Antennen-Charakteristik. Ein relativ kleiner Oeffnungswinkel bewirkt einen relativ breiten Wirkbereich und ein relativ grosser Oeffnungswinkel entsprechend einem relativ schmalen Wirkbereich. Verschiedene Anwendungen von mit Hornantennen ausgerüsteten Geräten bedingen entsprechend verschiedene Formen von Hornantennen, insbesondere in bezug auf den Oeffnungswinkel. Oft kann die geeignete Hornantenne nur empirisch bestimmt werden, d.h. dass ein Satz unterschiedlicher Hornantennen verfügbar sein muss, wobei dann durch Auswechseln jeweiliger Hornantennen die geignetste des jeweiligen Satzes ausgewählt wird. Da Hornantennen verhältnismässig teure Erzeugnisse sind, ergeben sich hohe Kosten, da aus einem Satz von z.B. sechs Hornantennen schlussendlich nur eine zum Einsatz kommt und die anderen fünf zu Abfallmaterial werden.
- Muss nach einer mehrjährigen Einsatzdauer der Wirkbereich des mit einer Hornantenne ausgerüsteten Gerätes geändert werden, muss wiederum über einen neuen Satz unterschiedlicher Hornantennen verfügt werden wovon dann wiederum lediglich eine zum Einsatz kommt. Folglich ergibt sich immer wieder ein verhältnismässig hoher Kostenanteil de Hornantenne in einem Gerät.
- Ziel der Erfindung ist den angeführten Nachteil zu beheben.
- Die erfindungsgemässe Hornantenne ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung mindestens eines Trichterwandabschnittes relativ zur Stellung eines weiteren Trichterwandabschnittes in Stufen oder stufenlos verän derbar ist, derart, dass die Richt- und Abstrahlcharakteristiken der Hornantennenvorrichtung an ihr selbst einstellbar sind.
- Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
- Es zeigt:
- Figur 1 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung mit einer flexiblen Trichterwand,
- Figur 2 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung mit translatorisch verschiebbaren kegelstumpförmigen Trichterwänden,
- Figur 3 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung mit translatorisch verschiebbaren Trichterwänden, die einen rotationssymmetrischen Hohlkörper bilden,
- Figur 4 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung mit translatorisch verschiebbaren Trichterwänden, die einen Kegelstumpf bilden,
- Figur 5 eine Hornantenne mit ebenflächigen Trichterwänden,
- Figur 6 eine Hornantenne mit geschweiften Trichterwänden,
- Figur 7 eine schematische Vorderansicht einer Hornantenne mit zwei schwenkbaren Trichterwänden,
- Figur 8 eine Ausführung, bei der alle Trichterwände stellungsveränderbar sind,
- Figur 9 eine Ausführung mit schiefwinklig zueinander verlaufenden Trichterwänden,
- Figur 10 eine Ausführung mit 8 stellungsveränderbaren Trichterwänden,
- Figur 11 eine Aufsicht auf eine Ausführung mit gegenseitig verschiebbaren Trichterwänden,
- Figur 12 schematisch schwenkbare Trichterwände,
- Figur 13 schematisch eine Ausführung, bei der eine Hornantenne mit schwenkbaren Trichterwänden mit einer weiteren mit drehbaren Trichterwänden kombiniert ist,
- Figur 14, einen Schnitt entlang der Linie I-I der Ausführung nach Figur 15,
- Figur 15 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 14, derselben Ausführung,
- Figur 16 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Ausführung nach Figur 17,
- Figur 17 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Ausführung nach Figur 16,
- Figur 18 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Ausführung nach Figur 19,
- Figur 19 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A der Figur 18 derselben Ausführung, und
- Figur 20 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 19.
- Die Figur 1 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Hornantenne, deren Trichterwand 40 aus einem federelastisch nachgiebigen Stoff hergestellt ist. Die Richt- und Abstrahlcharakteristiken dieser kegelstumpfförmigen Hornantenne sind weitgehend durch den Trichterwinkel bzw. die gegenseitige relative Winkelstellung, z.B. der Trichterwandabschnitte 21 und 22 bestimmt. Die Trichterwand 40 weist eine Trennung 23 auf, die sich von der Basis des Kegelstumpfes bis zum Kopf desselben verläuft. Die an der Trennung angrenzenden Randabschnitte 24,25 der Trichterwand 40 überlappen sich und liegen aufeinander auf. Sie sind über eine Stellvorrichtung miteinander verbunden.
- Die hier rein beispielsweise gezeichnete Stellvorrichtung weist ein mit der Trichterwand 20 verbundenes gezahntes Band 26 auf, welches mit einem, dem Randabschnitt 24 fest verbunden ist. Mit diesem gezahnten Band 26 kämmt ein Schneckenrad 27, das über eine Welle 28, die ein mit der Trichterwand 40 verbundenes Lager 29 durchsetzt und mit einem gerändelten Drehkopf 30 verbunden ist. Die zeichnerische Darstellung ist rein schematisch. Die Stellvorrichtung könnte auch unmittelbar beim oberen Trichter rand angeordnet sein, und es kann beim unteren Trichterrand ein die zwei Randabschnitte gegenseitig lagernden Stift 31 angeordnet sein.
- Beim Drehen des Schneckenrades 27 wird das Mass der Ueberlappung der Randabschnitte 24,25 verändert. Dieses ergibt eine Aenderung des Trichterwinkels, somit eine Aenderung der Relativstellung der Trichterwandabschnitte 21 und 22 und folglich eine Aenderung der Richt- und Abstrahlcharakteristiken dieser Hornantenne.
- Bei der Ausführung nach Figur 2 sind drei Trichterwände 3,4,5 vorhanden bzw. bildet ein jeweiliger Trichterwandabschnitt eine einstückige Trichterwand. Jede Trichterwand 3,4,5 bildet den Mantel eines Kegelstumpfes. Obwohl hier Kreiskegelstumpfe gezeichnet sind, können die Basislinien beliebige, in sich geschlossene krummlinige Liniem sein, also z.B. können sie ellipsenförmig sein. Die gezeigte Ausführung ist nun derart, dass die Mantellinien 32,33,34 der einzelnen Trichterwände parallel zueinander verlaufen.
- Die drei Trichterwände 3,4,5 sind teleskopförmig angeordnet und in Abstrahlrichtung relativ zueinander translatorisch verschiebbar angeordnet. Die insgesamte Hornantenne kann somit verlängert oder verkürzt werden. Man nehme an, der Sender sei bei der mit 35 bezeichneten Stelle fest mit der Trichterwand 5 verbunden.
- Werden die zwei Trichterwände 3,4, also Hohlkegelstumpfe nach unten verschoben, wie die jeweiligen Ebenen, die durch die Basislinien bestimmt sind zusammenfallen, bestimmt nur die Trichterwand 5 die Richt- und Abstrahlcharakteristiken, es liegt eine verhältnismässig kurze Hornantenne vor.
- Umgekehrt lässt sich die Hornantenne teleskopförmig auseinanderziehen, bis z.B. der Aussenmantel der Trichterwand 5 am Innenmantel der Trichterwand 4, und deren Aussenmantel am Innenmantel der Trichterwand 3 anliegt. In diesem Zustand bestimmen alle drei Trichterwän de 3,4,5 die genannten Charakteristiken.
- Bei einer weiteren (nicht gezeichneten) Ausführung verlaufen die genannten Mantellinien nicht parallel zueinander, und als weitere Variante müssen die Mittelachsen 36 der kegelstumpfmantelförmigen nicht zusammenfallen, so dass Hornantennen mit den unterschiedlichsten Verstelleigenschaften gebildet werden können.
- Die jeweiligen einzelnen Trichterwände 3,4,5 der verkürz-, bzw. verlängerbaren Hornantenne müssen jedoch nicht geradlinig verlaufen. Die Figur 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Trichterwände 3,4 jeweils den Mantel eines rotationssymmetrischen Körpers mit der Achse 37 und der Erzeugenden 38 bilden.
- Als weitere Variante der Ausführung nach Figur 3 liegt nicht ein rotationssymmetrischer Hohlkörper mit einem krummlinigen Erzeugenden 38 vor, sondern ein Hohlkörper mit einer beliebigen, z.B. elliptischen Basislinie 39. Weitere Ausführungen sehen krummlinige Mantellinien der Trichterwände 3,4 vor, die unterschiedliche Verlaufe, bzw. Krümmungen aufweisen.
- Die Figur 4 zeigt eine Ausführung, bei der die jeweiligen Trichterwände jeweils eine Wand 3,4 eines Pyramidenstumpfes bilden. Die Grundfläche des jeweiligen Pyramidenstumpfes kann dabei beliebig viele Ecken aufweisen. Die gezeigte Ausführung enthält vier Ecken. Auch kann die durch Geraden beschriebene geometrische Figur beliebig sein. Gezeichnet ist eine beispielsweise Ausführung, die die Form eines Trapezoides aufweist.
- Die Wände (z.B. 3) des äusseren Pyramidenstumpfes der Ausführung nach Figur 4 verlaufen parallel zu den Wänden (z.B. 4) des inneren Pyramidenstumpfes. Auch diese Ausführung ist insofern modifizierbar, in dem die genannten Wände nicht parallel zueinander verlaufen.
- Zur Beschreibung weiterer Ausführungen wird vorerst auf die Figuren 5 und 6 hingewiesen.
- Figur 5 zeigt schaubildlich eine Hornantenne mit vier ebenflächigen Trichterwänden 1,2,3,4, wobei die Trichterwände 1 und 2 jeweils einen Trichterwinkel und die Trichterwände 3 und 4 jeweils einen Trichterwinkel einschliessen. Dabei beschreiben die vorderen Ränder der vier Wände ein Rechteck. Die Figur 6 zeigt ebenfalls schaubildlich eine Hornantenne mit vier Trichterwänden 1,2,3,4. Diese sind jedoch krummlinig verlaufend ausgebildet.
- Die Figur 7 zeigt nun eine Ansicht von vorne auf die Hornantenne 5 bzw. 6, welche Ausführung nach Figur 7 jedoch Trichterwände 3 und 4 aufweist, die jeweils um eine Achse 41 schwenkbar gelagert sind. Die gezeichnete Ausführung zeigt rein beispielsweise zwei Kopfschrauben 41,43 zur Steuerung der Trichterwände 3 und 4. Selbstverständlich kann diese Steuerung, wie auch bei sämtlichen gezeigten Ausführungen auch hydraulisch, pneumatisch, elektrisch usw. arbeiten und offensichtlich kann eine Fernsteuerung der Bewegung der Trichterwände aller gezeigten Ausführungen vorgesehen sein. Zum Aendern des Trichterwinkels werden also die schwenkbar gelagerten Trichterwände 3,4 geschwenkt. Wenn die Trichterwände 3,4 in der Seitenansicht rechteckig sind, verändert sich offensichtlich die Stellung der Trichterwände 1,2 nicht. Sind die Trichterwände 3,4 gemäss der gezeichneten Ausführung rhombenförmig, ändert sich auch der von den Trichterwänden 1 und 2 bestimmte Trichterwinkel. Diese können leicht vorgespannt gegen die senkrecht stehenden Trichterwände 3,4 angeordnet sein. Es ist auch möglich, einen diese Trichterwände 3,4 voneinander weg spannenden Einsatz aus einem federelastischen Stoff, z.B. einem geschäumten, für die Mikrowellen durchlässigen Kunststoff in den Trichter einzusetzen. Damit würden z.B. die Trichterwände 3,4 immer gegen die Kopfschrauben 42,43 gespannt sein und bei einer Hinausschraubbewegung derselben dieser selbst folgen.
- Die Figur 8, welche eine Ansicht einer Hornantenne gleich der Figur 7 ist, zeigt eine Ausführung, bei der eine jeweilige Trichterwand mit einem Rand auf einer benachbar ten Trichterwand aufliegt.
- Werden die Trichterwände 3,4 z.B. zur Verkleinerung des von ihnen eingeschlossenen Winkels gegeneinander geschwenkt, wird die obere Trichterwand 1 nach links und folglich die untere Trichterwand 2 nach rechts geschoben. Die Trichterwände 1,2 sind jedoch ebenfalls schwenkbar gelagert, so dass der von ihnen eingeschlossene Winkel ebenfalls geändert werden kann. Somit lässt sich bei dieser Ausführung der Horizontalwinkel und/oder der Vertikalwinkel ändern. Die Bewegung der vier Trichterwände kann auch hier durch irgendwelche Stellmittel erfolgen. Gleicherweise kann im Trichter ein für die Mikrowellen durchlässiger, die vier Trichterwände 1-4 voneinander weg spannender Einsatz aus einem federelastischen Material eingesetzt sein.
- Die genannten Stellmittel müssen jedoch nicht in jedem Fall vorhanden sein. Die Innenseiten der Trichterwände können irgendwelche, z.B. federnde Arretierglieder aufweisen, die mit dem jeweiligen aufliegenden Rand zusammenwirken. Eine solche Ausführung bietet sich insbesondere bei einer manuellen Verstellbarkeit der Trichterwände an.
- Die Trichterwände müssen jedoch nicht wie in den obigen Ausführungen gezeichnet senkrecht zueinander verlaufen. Eine schiefwinklige Anordnung, wie in Figur 9 dargestellt, ist ebenfalls vorgesehen. Nicht speziell gezeichnet ist die Vielfalt der Ausführungen, bei denen Trichterwände vorhanden sind, die nicht ebenflächig verlaufen. Die Trichteröffnung, die durch die Trichterwände bestimmt ist, kann je nach Einsatzgebiet jeden beliebigen in sich geschlossenen geometrischen Linienzug zeigen.
- Rein beispielsweise zeigt Figur 10 eine Hornantenne mit acht schwenk- oder drehbar gelagerten Trichterwänden. Diese Zahl lässt sich beliebig zwischen drei und unendlich variieren.
- Figur 11 zeigt eine Aufsicht auf eine Hornantenne, die längsveränderbar ist. Als Beispiel sei angenommen, es sei eine Hornantenne 44 mit festehenden Seitenwänden, ähnlich der Darstellung nach Figur 5 vorhanden. Jede Trichterwand 1 dieser fixen Hornantenne trägt eine Platte 45. Diese Platte 45 ist z.B. über eine Schwalbenschwanz- oder Nut- und Federführung 47 mit der an ihr anliegenden Trichterwand 1 verbunden, bzw. daran geführt. Somit weist diese Hornantenne relativ zueinander in Richtung des Pfeiles 46 translatorisch verschiebbare Trichterwandabschnitte 1,45 auf.
- Figur 12 zeigt rein schematisch eine Hornantenne, die gemäss vorstehenden Ausführungen ausgebildet ist, bei der die Trichterwände 3,4 an Schwenkstellen 48 schwenkbar gelagert sind. Sie sind in Richtung der Pfeile 49 schwenkbar,um den Trichterwinkel zu ändern. Es gibt nun Ausnahmen, bei denen mehrere Hornantennen miteinander geschaltet sind.
- Beispielsweise kann die Hornantenne der Figur 12 ein E-Sektor-Horn mit schwenkbaren Trichterwänden 3,4 sein, die an ein E-Sektor-Horn 19 mit feststehenden Trichterwänden 50 anschliesst.
- Die Figur 13 zeigt eine Ausführung mit zwei hintereinandergeschalteten Hornantennen, die beide stellungsveränderbare Trichterwände aufweisen. Hier können zwei H-Sektor-Hörner vorhanden sein. Die Trichterwände 3,4 des einen Horns sind um die Drehstellen 51 drehbar gelagert, und die Trichterwände 3′, 4′ des kleineren Horns sind wiederum um die Schwenkstellen 48 schwenkbar gelagert.
- Die Figuren 14 und 15 zeigen eine Ausführung, bei welcher die Trichterwände 3,4 als einschiebbare Platten ausgebildet sind. Die Grundausführung entspricht hier derjenigen, die in der Figur 7 gezeigt ist, nur können die Trichterwände der Hornantenne nach den Figuren 14 und 15 lediglich stufenweise verstellt werden.
- Die nun in den Figuren 14 und 15 gezeigte Hornantenne bildet ein sogenanntes H-Sektor-Horn. Dieses Horn weist zwei ebenflächige parallele Trichterwände 1,2 auf. Weiter sind zwei zwischen sich den Trichterwinkel einschliessende Trichterwände 3,4 vorhanden. Die Trichterwände 1,2 sind aussen über z.B. Schraubenbolzen 16 miteinander verschraubt. Die stehenden Trichterwände 3,4 sind durch rechteckige Platten 3,4 gebildet. Zur Aufnahme dieser Platten 3,4 sind in den einander zugekehrten Seitenflächen der Trichterwände 1,2 eine Mehrzahl Nuten 7,8 ausgebildet. Diese Nuten laufen fächerförmig auseinander. Dabei ist eine jeweilige Nut 7 der Nutenschar in der oberen Trichterwand 1 mit einer jeweiligen Nut 8 der unteren Trichterwand 2 der dortigen Nutenschar ausgerichtet. Beim Trichterhals (siehe Figur 15) ist jeweils eine Rille 17 mit gerundetem Grund angeordnet und die Platten 3,4 weisen einen gerundeten Seitenrand 18 auf, derart, dass zwischen den Platten 3,4 und den Rillen 17 eine durchgehende Linienberührung vorhanden ist. Die Platten 3,4 sind mit ihrem oberen Seitenrand in einer der Nuten 7 und mit dem unteren Seitenrand in einer der Nuten 8 eingesetzt. Dabei sind die Platten 3,4 in den Nuten 7,8 geklemmt gehalten, indem die Masse der Hornantenne derart gewählt sind, dass bei einem Zuschrauben mittels den Schraubenbolzen 16 durch die Trichterwände 1 und 2 ein kleiner Druck auf die jeweiligen Platten 3,4 ausgeübt wird. Diese Platten 3,4 können jetzt in verschiedenen relativen Winkelstellungen, abhängig von den jeweils gewählten Nuten 7,8 in der Hornantenne eingesetzt werden, so dass die Charakteristik derselben festgelegt werden kann. Offensichtlich müssen die Platten 3,4 nicht unbedingt spiegelbildlich zueinander in bezug awf die Längsachse der Antenne verlaufend angeordnet sein. Dies trifft für alle vorstehend gezeigten Ausführungen mit dreh- oder schwenkbaren Trichterwänden zu.
- Das Vorgehen zur Aenderung des Trichterwinkels erfolgt hier, indem vorerst die vier Schraubenbolzen 16 etwas gelöst werden. Eine körperliche Trennung vom oberen Antennenteil mit der Trichterwand 1 vom unteren Antennenteil mit der Trichterwand 2 ist jedoch nicht notwendig. Die Schraubenbolzen 16 müssen nur soweit gelöst werden, dass die Platten 3,4 aus den jeweiligen Nuten 7,8 herausgezogen und in z.B. benachbarte Nuten wieder eingeschoben werden können. Danach werden die Schraubenbolzen wieder festgezogen und somit der Wirkungsbereich der Hornantenne geändert. Es ist ersichtlich, dass diese Aenderung nicht einmal ein Ausbauen der Hornantenne bedingt. ,
- Es ist oben erwähnt worden, dass mehrere Hornantennen hintereinander geschaltet sein können. Mit den Linien 19 ist ein E-Sektor-Horn angedeutet, welches mit dem H-Sektor-Horn verbunden ist.
- Eine Ausführung gemäss z.B. der Figur 12 ist in den Figuren 16 und 17 dargestellt.
- Die Trichterwände 3,4 sind beim halsseitigen Ende des H-Sektor-Horns z.B. mittels Stiften 20 schwenkbar gelagert. Dies erlaubt eine stufenlose Verstellung des Trichterwinkels. Die Trichterwände 3,4 können auch drehfest mit ihrem jeweiligen Stift 20 verbunden sein, der seinerseits mit einem Drehantrieb verbunden ist. Demnach könnten die Trichterwände 3,4 zur z.B. Raumüberwachung in einen von ihnen kleinen eingeschlossenen Winkel gesteuert werden und wenn ein Ziel erfasst ist und sich insbesondere der Antenne, dem Gerät nähert, in eine grössere Winkelstellung zur z.B. genaueren Erfassung gesteuert werden. Damit könnte ein und dasselbe Gerät zur Raumüberwachung und eigentlichen Zielerfassung eingesetzt werden. Es ist bereits weiter oben festgehalten worden, dass die zwei Trichterwände 3,4 nicht spiegelbildlich relativ zur Längsachse der Hornantenne verlaufen müssen. Folglich muss nicht unbedingt die gesamte Antenne oder sogar das gesamte Gerät einem Ziel dauernd nachgeführt werden. Bei der Verstellbarkeit während des Betriebes kann die Verbindung des oberen Teils des Gerätes, d.h. der Trichterwand 1 mit dem unteren Teil, also der Trichterwand 2, nicht nur über fest angezogene Schraubenbolzen 16 erfolgen, weil die zwei Platten 3,4 einerseits unter Ausübung von Druck auf den ihnen zugekehrten Seitenflächen der Trichterwände 1,2 anliegen müssen und andererseits dennoch schwenkbar sein müssen. Darum wären die Schraubenbolzen 16 z.B. mit Federn ausgerüstet, so dass ein gesteuerter Klemmdruck auf die Platten 3,4 vorhanden ist.
- In den Figuren 18-20 ist eine noch weitere Ausführung dargestellt. Es handelt sich hier wieder um ein H-Sektor-Horn, wobei bei dieser Ausführung ein damit fest verbundenes, fixes E-Sektor-Horn vorhanden ist. Die Hornantenne enthält hier zwei im Querschnitt U-förmige Trichterglieder 9,10. Dabei bildet jeweils die Basis der U-Form die den Trichterwinkel zwischen sich einschliessenden Trichterwände 3,4. Ein U-förmiges Trichterglied, in der gezeichneten Ausführungsform das rechts liegende, ist im anderen eingesetzt. Dabei überlappen sich die ersten und die zweiten Trichterwände, wobei in der Figur 4 die Trichterwände des links liegenden Trichtergliedes 9 mit 1,2 und die ersten Trichterwände des rechts liegenden Trichtergliedes 10 mit 1′, 2′ angedeutet sind. Diese zwei Trichterglieder 9,10 sind in einem Schwenklager 21 gelagert, welches beispielsweise ein Bolzen sein kann. Aus der Darstellung nach Figur 19 ist es insbesondere ersichtlich, wie der Trichterwinkel durch ein gegenseitiges Verschwenken der zwei Trichterglieder 9,10 geändert werden kann. Bei kleinem Trichterwinkel, also breiten Erfassungsbereich, kann das Trichterglied 10 vollkommen im Trichterglied 9 angeordnet sein, so dass die obere 1 und untere Trichterwand 2 des Trichtergliedes 9 über die Trichterwand 4 des Trichtergliedes 10 hinausragen. Die Figur 20 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Ausführung nach Figur 19, wobei hier insbesondere das kleinere, fixe E-Sektor-Horn gezeichnet ist. Die Trichterwände 1,2 bzw. 1′, 2′ liegen in der gezeichneten Ausführung flächig aufeinander auf. Gemäss einer weiteren Ausführung ist mit jeweils mindestens einer der Trichterwände ein Dichtungs glied z.B. in Form einer kleinen Erhöhung, einer flachen Leiste ausgerüstet, um ein sicheres gegenseitiges Berühren sicherzustellen.
- Gemäss einer weiteren, nicht gezeichneten Ausführung sind die Schenkel der U-Form der Trichterglieder kurz, wobei die obere und untere Trichterwand durch überliegende Platten gebildet ist. Die Verstellmöglichkeit des Trichterwinkels würde dann z.B. der in der Figur 7 gezeichneten entsprechen.
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