EP1074061B1 - Centrally fed antenna system and method for optimizing such an antenna system - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein zentral gespeistes Antennensystem und ein Verfahren zum Optimieren eines solchen Antennensystems.The invention relates to a centrally fed antenna system and a method for optimizing one Antenna system.
Derartige Antennensysteme sind üblicherweise Systeme mit einem Einfachreflektor und einem Speisesystem, wobei jedoch auch Doppelreflektoren-Systeme bekannt sind, bei denen das Speisesystem einen Subreflektor bestrahlt, der seinerseits einen Hauptreflektor ausleuchtet. Im folgenden wird stets von einem Einfachreflektor-Antennensystem gesprochen; jedoch sind die Ausführungen stets auch für ein Doppelreflektor-Antennensystem möglich.Such antenna systems are usually systems with a single reflector and a feed system, however double reflector systems are also known, in which the Feeding system irradiated a subreflector, which in turn illuminates a main reflector. The following is always spoken of a single reflector antenna system; however are always available for a double reflector antenna system possible.
Im Vergleich zu einer Antenne mit einem Einfachreflektor und einem Offset-Speisesystem sind zentral gespeiste Antennensysteme mit einem Einfachreflektor baulich kompakter. Hinsichtlich der elektromagnetischen Eigenschaften hat eine zentral gespeiste Antenne keine Offset-Kreuzpolarisation und erzeugt dadurch weniger Kreuzpolarisation als ein Antennensystem mit einem Einfachreflektor und einem Offset-Speisesystem. Jedoch haben zentral gespeiste Antennen zwei wesentliche Nachteile hinsichtlich der elektromagnetischen Eigenschaften: Zum einen wird das von dem Reflektor ausgehende elektromagnetische Feld durch das Speisesystem, die Stützen für das Speisesystem und die Speisekabel abgeschattet, zum anderen wirkt dieses elektromagnetische Feld auf das Speisesystem zuruck. Die Abschattung hat im wesentlichen einen Einfluß auf das copolare Antennendiagramm: es ergibt sich eine welligkeit dieses Diagrammes in Haupttet, zum anderen wirkt dieses elektromagnetische Feld auf das Speisesystem zurück. Die Abschattung hat im wesentlichen einen Einfluß auf das copolare Antennendiagramm: es ergibt sich eine Welligkeit dieses Diagrammes in Hauptstrahlrichtung und eine Änderung des Niveaus der Nebenkeulen. Im Falle einer zirculapolarisierten zentralgespeisten Antenne wird hierdurch zusätzlich eine höhere Kreuzpolarisation auftreten. Die Rückwirkung auf das Speisesystem durch das von dem Reflektor abgestrahlte Nahfeld hat im wesentlichen einen Einfluß auf das kreuzpolare Antennendiagramm und den Reflexionsfaktor des Gesamtsystemes.Compared to an antenna with a single reflector and an offset feed system are centrally fed antenna systems structurally more compact with a single reflector. Regarding the electromagnetic properties has a centrally fed antenna no offset cross polarization and thereby produces less cross polarization than an antenna system with a single reflector and an offset feed system. However, centrally powered antennas have two significant disadvantages with regard to electromagnetic Properties: On the one hand, that emanating from the reflector electromagnetic field through the feed system that Supports for the feed system and the feed cables shaded, on the other hand, this electromagnetic field acts the feeding system back. The shading has essentially an influence on the copolar antenna pattern: it there is a ripple in this diagram in the main test, on the other hand, this electromagnetic field acts the feeding system back. The shading has essentially an influence on the copolar antenna pattern: it there is a ripple in this diagram in the main beam direction and a change in the level of the sidelobes. In the case of a circular-polarized central-fed As a result, the antenna also has a higher cross polarization occur. The effect on the food system due to the near field emitted by the reflector has essentially an influence on the cross-polar antenna pattern and the reflection factor of the overall system.
Die Abschattung kann dadurch reduziert werden, dass die im Nahfeld liegenden Teile des Antennensystems, also die Stützen und das Speisesystem sowie die Kabel, so durchsichtig wie möglich für das elektromagnetische Feld gestaltet werden; außerdem sind elektrisch leitende Verkleidungen möglich, die zusätzliche Streuungen im Bereich des Nahfeldes vermeiden und damit auch die Störung im Fernfeld reduzieren.The shading can be reduced by using the Parts of the antenna system located near the field, i.e. the supports and the feed system as well as the cables, so transparent be designed as possible for the electromagnetic field; electrically conductive cladding is also possible, the additional scatter in the near field avoid and thus reduce the interference in the far field.
Die Rückwirkung des Nahfeldes auf das Speisesystem kann durch Stör- oder Streukörper vermindert werden, z.B. kleine konusförmige Streukörper, die in das Zentrum des Reflektors eingesetzt werden. Die Streukörper werden hierbei so geformt, dass das hiervon ausgehende Streufeld und das vom Reflektor reflektierte Nahfeld sich im Bereich des Speisesystems destruktiv überlagern, so dass hier eine Nullsrelle erzeugt wird. Trotzdem stört dieses Streufeld natürlich auch das Fernfeld. The near field can affect the feed system can be reduced by interfering or scattering bodies, e.g. small cone-shaped diffuser in the center of the reflector be used. The scattering bodies are shaped so that the stray field and the The reflector reflected the near field in the area of the feed system overlay destructively, so here is a zero is produced. Nevertheless, this stray field is of course annoying also the far field.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zentral gespeistes Antennensystem so zu modifizieren, dass die Auswirkungen der Abschattung und der Rückwirkung auf das Speisesystem deutlich reduziert werden; außerdem soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem dieses erreicht werden kann.The invention is based on the object of a centrally fed antenna system to modify so that the effects of shadowing and the Effects on the feed system can be significantly reduced; also should specify a process by which this can be achieved.
Diese Aufgaben sind für ein zentral gespeistes Antennensystem durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst; für ein Verfahren sind diese Aufgaben
durch die Merkmale des weiteren unabhängigen Patentanspruches gelöst.These tasks are for a centrally fed antenna system by the
Features of
Demgemäß wird im wesentlichen die gesamte wirksame Reflektoroberfläche so geformt, dass entsprechend der Fernfeldanforderung das Maximum des copolaren Fernfeldes auf der beleuchteten Bedeckungsfläche liegt und das Minimum des copolaren Nahfeldes bei dem Speisesystem liegt, z.B. an der Apertur eines Homes.Accordingly, essentially the entire effective reflector surface shaped so that the maximum of the copolar far field lies on the illuminated covering area and that Minimum of the copolar near field is in the feed system, e.g. at the Aperture of a home.
Die grundsätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung des Nahfeldes oder Fernfeldes von Antennen durch geformte Reflektoroberflächen ist z.B. aus DIJK J AND MAANDERS EJ: 'OPTIMISING THE BLOCKING EFFICIENCY IN SHAPED CASSEGRAIN SYSTEMS' ELECTRONICS LETTERS, Bd. 4, Nr. 18, 6. September 1968 (1968-09-06), Seiten 372-373, XPOO2118526 London, UK oder DUCHESNE L ET AL: 'Center fed single reflector contoured beam antenna with dual linear polarisation' ANTENNEN, 21. - 24. April 1998, Seiten 11-16, XPOO2118527 MUNCHEN, GERMANY bekannt.The basic possibility to influence the near field or far field of antennas through shaped reflector surfaces is e.g. from DIJK J AND MAANDERS EJ: 'OPTIMISING THE BLOCKING EFFICIENCY IN SHAPED CASSEGRAIN SYSTEMS 'ELECTRONICS LETTERS, Vol. 4, No. 18, September 6 1968 (1968-09-06), pages 372-373, XPOO2118526 London, UK or DUCHESNE L ET AL: 'Center fed single reflector contoured beam antenna with dual linear polarization 'ANTENNEN, April 21-24, 1998, pages 11-16, XPOO2118527 MUNCHEN, GERMANY known.
Die tatsächliche Gestalt der wirksamen Oberfläche des Reflektorsystemes wird in einem Rechner mit Hilfe eines Software-Programmes bestimmt. Zunächst wird anhand eines Programmes die Oberflächengestalt des Reflektors anhand der Anforderungen an das copolare Fernfeld errechnet, wobei zunächst die Einflüsse der Rückwirkung zwischen Reflektorfläche und Speisesystem vernachlässigt werden. Ein derartiges Programm ist bekannt und wird allgemein als PO-Programm bezeichnet, d.h. Physical Optics; vgl. etwa "Stig Busk Sorensen: Manual for POS, Physical Optics Single reflector shaping program. TICRA engineering consultants, Copenhagen, Denmark, June 1995". Damit erhält man ein Rechenmodell eines an die Anforderungen hinsichtlich des copolaren Fernfeldes angepaßten Antennensystemes.The actual shape of the effective surface of the reflector system is determined in a computer with the help of a software program. First the surface shape of the reflector is based on a program calculated based on the requirements for the copolar far field, whereby initially the effects of the reaction between the reflector surface and the feed system be ignored. Such a program is known and will be commonly referred to as a PO program, i.e. Physical optics; see. about "Stig Busk Sorensen: Manual for POS, Physical Optics Single reflector shaping program. TICRA engineering consultants, Copenhagen, Denmark, June 1995 ". This gives you a calculation model of one to the requirements regarding the copolar far field adapted antenna system.
Dieses Rechenmodell wird dann anhand eines Optimierungsprogrammes, welches auf die im wesentlichen gesamte wirksame Reflektorfläche angewendet wird, dahingehend optimiert, dass die Rückwirkungen des Nahfeldes auf das Speisesystem im wesentlichen auf den Wert Null gebracht werden, ohne dass durch diese Optimierung die Eigenschaften des copolaren Fernfeldes wesentlich verändert werden.This calculation model is then based on an optimization program, which is effective on essentially the whole Reflector surface is used, optimized to that the repercussions of the near field on the food system essentially brought to zero without that through this optimization the properties of the copolar Far field are changed significantly.
Mit einem solchen Verfahren, die gesamte wirksame Antennenfläche zu optimieren, werden der Reflexionsfaktor des gesamten Systems und die Eigenschaften in Co- und Kreuzpolarisation wesentlich verbessert.With such a method, the total effective antenna area to optimize the reflection factor of the whole Systems and the properties in co and cross polarization significantly improved.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:
Figur 1- eine schematische perspektivische Ansicht einer zentral gespeisten Antenne mit einem Horn als Speisesystem und einem Einfachreflektor, dessen Oberfläche gemäß der Erfindung geformt ist;
- Figur 2
- eine schematische perspektivische Darstellung der Abweichung der Oberflächengestalt des gemäß der Erfindung geformten Reflektors von einem üblichen Parabolreflektor;
Figur 3- eine Darstellung des Reflexionsfaktors des Gesamtsystemes für ein Referenzsystem mit einem Parabolreflektor für die Polarisation in X-Richtung und für ein Antennensystem gemäß der Erfindung für die Polarisationen in X- und Y-Richtung;
- Fig. 4a bis 4d
- Gegenüberstellungen der Antennendiagramme in Elevation und Azimut über der Bedeckungsflähe in Co- und Kreuzpolarisation für ein Referenzsystem und ein Antennensystem gemäß der Erfindung.
- Figure 1
- a schematic perspective view of a centrally fed antenna with a horn as a feed system and a single reflector, the surface of which is shaped according to the invention;
- Figure 2
- is a schematic perspective view of the deviation of the surface shape of the reflector shaped according to the invention from a conventional parabolic reflector;
- Figure 3
- a representation of the reflection factor of the overall system for a reference system with a parabolic reflector for the polarization in the X direction and for an antenna system according to the invention for the polarizations in the X and Y directions;
- 4a to 4d
- Comparison of the antenna diagrams in elevation and azimuth over the surface area in co- and cross-polarization for a reference system and an antenna system according to the invention.
In Figur 1 ist ein zentral gespeistes Antennensystem 1 mit
einem Einfachreflektor 2 und einem Speisesystem, in diesem
Falle einem Horn 3 dargestellt, wobei das Horn über vier
Stützen 4 mittig über dem Reflektor 2 gehalten ist und über
Kabel 5 gespeist wird.A centrally fed
Der Reflektor 2 ist ein Parabolreflektor, der nach herkömmlichen
Methoden so ausgelegt ist, dass eine gewünschte Bedeckungsfläche
6 (Figur 4) ausreichend ausgeleuchtet wird.
Das Antennensystem 1 wird z.B. auf einem Nachrichtensatelliten
eingesetzt, so dass die Bedeckungsfläche ein bestimmtes
Gebiet auf der Erdoberfläche ist.The reflector 2 is a parabolic reflector, which according to conventional
Methods is designed to provide a desired coverage area
6 (Figure 4) is sufficiently illuminated.
The
Um die Dämpfung des Fernfeldes durch das Horn, die Stützen
und das Kabel zu reduzieren, werden die Stützen 4 als Streben
mit einer Wabenstruktur aus faserverstärktem Kunststoff
hergestellt. Als Fasern werden bevorzugt Aramitfasern verwendet.
Das Horn 3 wird mit einer reflektierenden Folie,
z.B. einer Aluminiumfolie, grob umhüllt, was insbesondere
dazu dient, Reflexionen des Nahfeldes an scharfen Kanten
etc. zu verhindern.To the attenuation of the far field by the horn, the supports
and to reduce the cable, the supports 4 as struts
with a honeycomb structure made of fiber-reinforced plastic
manufactured. Aramid fibers are preferably used as fibers.
The
Die Oberfläche des Parabolreflektors wird zunächst mit Hilfe eines Software-Programmes so berechnet, dass das Fernfeld des Antennensystemes die gewünschte Bedeckungsfläche 6 überdeckt. Dies erfolgt z.B. mit Hilfe des oben genannten PO-Programmes.The surface of the parabolic reflector is first of all with the help of a software program calculated so that the far field the desired coverage area of the antenna system 6 covered. This is done e.g. with the help of the above PO program.
Anschließend wird ein ebenfalls rechnergestützter Optimierungsprozeß mit Hilfe eines Optimierungsprogrammes vorgenommen, mit dem im wesentlichen die gesamte Reflektorfläche Punkt für Punkt optimiert wird, um einmal die Bedingungen im Nahfeld und zum anderen diejenigen im Fernfeld zu optimieren. Die Bedingung im Nahfeld lautet im wesentlichen, dass die Fläche so gestaltet wird, dass sich an der Apertur des Hornes im copolaren Nahfeld eine Nullstelle ergibt, und dass auf der Bedeckungsfläche im copolaren Fernfeld ein Maximum erzeugt wird.Then there is also a computer-aided optimization process carried out with the help of an optimization program, with which essentially the entire reflector surface Point by point is optimized to match the conditions in the near field and on the other hand to optimize those in the far field. The condition in the near field is essentially that the surface is designed in such a way that the aperture of the horn in the copolar near field results in a zero, and that a maximum on the cover area in the copolar far field is produced.
In Figur 2 sind die damit errechneten Abweichungen der optimierten Reflektorfläche gegenüber der vorgeformten Reflektorfläche dargestellt. Die Daten gelten für einen Antennenreflektor mit einem Durchmesser von 100 cm und einem Abstand der Hornapertur über dem Zentrum des Parabolreflektors von 40 cm. Das Frequenzband liegt bei dieser Antenne zwischen 5,8 und 6,4 GHz bei zweifach linearer Polarisation. Die in Figur 2 gezeigten Abweichungen des optimierten Reflektors 2 von der vorgeformten Parabolform liegen zwischen -1,74 mm und +4,41 mm.In Figure 2, the deviations calculated therewith are the optimized ones Reflector surface opposite the preformed reflector surface shown. The data apply to an antenna reflector with a diameter of 100 cm and a Distance of the horn aperture above the center of the parabolic reflector of 40 cm. The frequency band lies with this antenna between 5.8 and 6.4 GHz with double linear polarization. The deviations of the optimized shown in Figure 2 Reflector 2 from the preformed parabolic shape are between -1.74 mm and +4.41 mm.
In Figur 3 ist der Reflexionsfaktor des Gesamtsystemes in Bezug zu dem Referenzsystem mit einem vorgeformten Parabolreflektor in dem Frequenzband zwischen 5,6 und 6,5 GHz gezeigt. Mit 7 ist hierbei die Kurve für das Referenzsystem in Copolarisation gezeigt; mit 8 ist die entsprechende Kurve für das optimierte Antennensystem gemäß den Figuren 1 und 2 gezeigt. Man sieht, dass die Werte hier deutlich besser sind. Mit 9 ist weiterhin die Kurve für die Kreuzpolarisation für das Antennensystem gemäß der Erfindung dargestellt. Die mittlere Amplitude für das Gesamtsystem liegt bei etwa 22 dB.In Figure 3, the reflection factor of the overall system is in Reference to the reference system with a preformed parabolic reflector shown in the frequency band between 5.6 and 6.5 GHz. With 7 here is the curve for the reference system shown in copolarization; with 8 is the corresponding curve for the optimized antenna system according to FIGS. 1 and 2 shown. You can see that the values here are significantly better are. At 9 the curve for the cross polarization is still shown for the antenna system according to the invention. The mean amplitude for the overall system is at about 22 dB.
In Figur 4 sind jeweils Antennendiagramme über der Bedekkungsfläche 6 für das Referenzsystem mit Parabolreflektor und für das Antennensystem gemäß der Erfindung dargestellt: Die Figuren 4a und 4b zeigen die copolaren Antennendiagramme für das Referenzsystem bzw. das System gemäß der Erfindung, wobei die Linien mit den jeweiligen dB-Werten versehen sind. Für das Referenzsystem gemäß Figur 4a ist deutlich etwa in der Mitte der Bedeckungsfläche 6 ein Bereich 10 zu erkennen, der durch eine Linie mit 24 dB begrenzt ist. Ein derartiger Bereich ist in Figur 4b bei dem Antennensystem gemäß der Erfindung nicht vorhanden. Das gesamte Bedeckungssystem bei dem Antennensystem gemäß der Erfindung wird quasi von einem Bereich mit dem dB-Wert von 24 umgrenzt. Insgesamt kann mit einer Optimierung der gesamten Oberfläche des Antennenreflektors gemäß der Erfindung das copolare Fernfeld besser gestaltet werden. Die durch die Dämpfung durch das Horn, die Streben und die Kabel hervorgerufenen Störungen des copolaren Feldes werden mit dem An tennensystem gemäß der Erfindung stark reduziert.In FIG. 4 there are antenna diagrams in each case over the coverage area 6 for the reference system with parabolic reflector and for the antenna system according to the invention: Figures 4a and 4b show the copolar antenna patterns for the reference system or the system according to the invention, the lines are given the respective dB values are. 4a is clear for the reference system an area approximately in the middle of the covering surface 6 10, which is delimited by a line with 24 dB is. Such an area is in FIG. 4b in the antenna system not available according to the invention. The entire Covering system in the antenna system according to the invention is almost bounded by a range with a dB value of 24. Overall, optimizing the overall Surface of the antenna reflector according to the invention that copolar far field can be better designed. The through the Attenuation caused by the horn, the struts and the cables Disorders of the copolar field are resolved with the An tennis system according to the invention greatly reduced.
In Figur 4c ist das Antennendiagramm des Referenzsystemes in der Kreuzpolarisation gezeigt, in Figur 4d dasjenige des Antennensystems gemäß der Erfindung. Hier sieht man ganz deutlich, dass mit der Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Antenneneigenschaften erreicht werden, d.h. dass durch die Optimierung der im wesentlichen gesamten Reflektorfläche die Einflüsse der Rückwirkung des Nahfeldes auf das Speisesystem reduziert werden.In Figure 4c is the antenna diagram of the reference system shown in the cross polarization, in Figure 4d that of Antenna system according to the invention. Here you can see completely clearly that with the invention a significant improvement the antenna properties can be achieved, i.e. that by optimizing essentially the entire reflector surface the influences of the retroactive effect of the near field the feeding system can be reduced.
Insgesamt wird das Gesamtsystem so verbessert, dass die störenden Einflüsse durch die Dämpfung und die Rückwirkung auf das Speisesystem etwa so wirken, wie ein äquivalenter Störer von mehr als - 30 dB.Overall, the overall system is improved so that the disturbing influences due to damping and feedback act on the feeding system like an equivalent one Interferers of more than - 30 dB.
In der Tabelle am Schluß der Beschreibung sind die Werte für den maximalen Gesamtreflexionsfaktor, den minimalen Gewinn am Rand der ausgeleuchteten Bedeckungsfläche, den minimalen Gewinn innerhalb der Bedeckungsfläche in dem Frequenzband zwischen 5,854 und 6,298 GHz, die maximale Kreuzpolarisation auf der gesamten Bedeckungsfläche und die minimale Kreuzpolarisationsdiskrimination XPD, d.h. eine Punkt-für-Punkt-Korrelation zwischen Co- und Kreuzpolarisation auf der gesamten ausgeleuchteten Bedeckungsfläche ebenfalls im Frequenzband zwischen 5,854 und 6,298 aufgelistet, und zwar einmal für eine als Referenz dienende Parabolantenne, dann für eine Parabolantenne mit einem zentralen Störkörper und schließlich für ein Antennensystem, deren Reflektor gemäß der Erfindung über die gesamte Oberfläche nachgeformt wurde.The values are in the table at the end of the description for the maximum total reflection factor, the minimum gain at the edge of the illuminated cover area, the minimum Gain within the coverage area in the frequency band between 5.854 and 6.298 GHz, the maximum Cross polarization over the entire coverage area and the minimal cross polarization discrimination XPD, i.e. a Point-by-point correlation between co and cross polarization on the entire illuminated area also listed in the frequency band between 5.854 and 6.298, once for a reference parabolic antenna, then for a parabolic antenna with a central one Disruptive body and finally for an antenna system whose Reflector according to the invention over the entire surface was reshaped.
Man sieht, dass die Antenneneigenschaften in der Kreuzpolarisation, die aufgrund der Rückwirkung des Nahfeldes auf das Speisesystem erzeugt werden, mit einer Nachformung der gesamten Reflektoroberfläche besser ausgelegt werden können als mit der Anwendung von Störkörpern. Die Antenneneigenschaften in Copolarisation am Rande der Bedeckunqsflache sind bei einer entsprechend der Erfindung optimierten Reflektorfläche besser als bei einer Anwendung von Störkörpern. Die Störkörper stören das gesamte Feld, das ursprünglich unter copolaren Anforderungen ausgelegt war. Hingegen entspricht die gemäß der Erfindung nachgeformte Oberfläche des Reflektors einem optimalen Kompromiß zwischen der copolaren Antenneneigenschaft und der Reduktion der Rückwirkung auf das Speisesystem.You can see that the antenna properties in cross polarization, due to the retroactive effect of the near field the feeding system can be created with a postforming of the entire reflector surface can be designed better than with the use of disruptive bodies. The antenna properties in copolarization on the edge of the covering area are in a reflector surface optimized according to the invention better than when using interfering bodies. The disruptive body disrupt the entire field that originally was designed under copolar requirements. On the other hand corresponds to the postformed surface according to the invention of the reflector an optimal compromise between the copolar Antenna property and the reduction of the retroactive effect on the feeding system.
Insgesamt führt die Nachformung der gesamten Reflektoroberfläche überwiegend zu besseren elektrischen Eigenschaften als die Anwendung von Streukörpern.Overall, the postforming of the entire reflector surface leads predominantly for better electrical properties than the application of scatterers.
Auch wenn im Vorhergehenden nur die Optimierung eines Antennensystemes mit einem Einfachreflektor geschildert wurde, sind natürlich auch Antennensysteme mit Doppelreflektoren, d.h. einem Subreflektor und einem Hauptreflektor gemäß der Erfindung zu optimieren. Hierbei wird zunächst der von dem Speisesystem bestrahlte Subreflektor über die gesamte Oberfläche optimiert, um die Rückwirkung auf das Speisesystem zu minimieren und den Hauptreflektor optimal auszuleuchten. Anschließend wird der Hauptreflektor wiederum so optimiert, dass das Maximium der Copolarisation auf der Bedeckungsfläche maximal und die Rückwirkung auf den Subreflektor minimal ist.Even if in the previous only the optimization of an antenna system was depicted with a single reflector, are of course also antenna systems with double reflectors, i.e. according to a sub-reflector and a main reflector optimize the invention. First of all the the sub-reflector irradiated over the entire system Surface optimized to affect the feed system to minimize and optimally illuminate the main reflector. Then the main reflector becomes like this again optimizes that the maximum of copolarization on the coverage area maximum and the effect on the subreflector is minimal.
Bei allen Verfahren gemäß der Erfindung stimmt die Optimierung
sehr gut mit der Analyse überein, d.h. die gemessenen
Eigenschaften des Antennensystems stimmen sehr gut mit den
zuvor berechneten Eigenschaften überein. Damit ist mit dem
Verfahren ein sehr wirksames Werkzeug zur Verfügung gestellt,
um Antennensysteme ohne komplizierte und langwierige
Versuche zu konstruieren.
Claims (7)
- Centrally fed antenna system having a feed system and a reflector system that illuminates a coverage area and comprises at least one parabolic reflector with a structured surface, characterised in that in a radial direction the surface of the parabolic reflector (2) comprises raised areas and depressions, superimposed on which at least partially in the circumferential direction are further raised areas and depressions and substantially the entire structure of the reflector surface with the raised areas and the depressions is so designed that the maximum of the copolar far field is located on the coverage area (6) and the minimum of the copolar near field is located at the feed system (3).
- Antenna system according to claim 1, characterised in that the reflector surface is formed in such a way that on optimisation of the near field to reduce the effect on the feed system the copolar far field is substantially unmodified.
- Antenna system according to claim 1 or 2, characterised in that the feed system (3) has a small aperture diameter.
- Antenna system according to any one of the preceding claims, characterised in that the feed system (3) is supported by struts (4), which have a honeycomb structure of fibre-reinforced plastics material.
- Antenna system according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the reflector system comprises a main reflector and a subreflector, the surface of both the main reflector and the subreflector having raised areas and depressions.
- Method of optimising a centrally fed antenna system having a feed system and a reflector system that illuminates a coverage area and comprises at least one reflector, characterised by the following steps:determination of a parabolic surface for at least one reflector,calculation of the far field of the antenna system by means of a first computer program,deformation substantially of the entire reflector surface by means of a second computer program to form raised areas and depressions in the radial direction and at least partially in the circumferential direction such that in the region of the feed system a minimum of the copolar near field is produced and the maximum of the copolar far field is located on the coverage area.
- Method according to claim 6, characterised in that initially an optimisation of a subreflector surface and subsequently an optimisation of a main reflector surface of the reflector system is effected.
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