EP2105991A1 - Dielectric horn antenna - Google Patents

Dielectric horn antenna Download PDF

Info

Publication number
EP2105991A1
EP2105991A1 EP09003955A EP09003955A EP2105991A1 EP 2105991 A1 EP2105991 A1 EP 2105991A1 EP 09003955 A EP09003955 A EP 09003955A EP 09003955 A EP09003955 A EP 09003955A EP 2105991 A1 EP2105991 A1 EP 2105991A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dielectric
section
horn
horn antenna
emission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09003955A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2105991B1 (en
Inventor
Nils Pohl
Gunnar Armbrecht
Burkard Prof. Schiek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Publication of EP2105991A1 publication Critical patent/EP2105991A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2105991B1 publication Critical patent/EP2105991B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located

Definitions

  • the invention relates to a dielectric horn antenna having a dielectric feed section and a dielectric emission section, wherein the feed section can be acted upon by electromagnetic radiation, electromagnetic radiation can be guided and emitted with the emission section, and the emission section is configured as a horn which opens in the emission direction and at least partially surrounds a cavity is. Furthermore, the invention also relates to a modular system for producing such a dielectric horn antenna.
  • Horn antennas as well as dielectric antennas per se have long been known and are used in a variety of configurations and sizes for very different purposes, such as in industrial process monitoring for determining distances - for example, media surfaces in tanks - over the transit time determination of reflected electromagnetic waves (radar applications).
  • radar applications reflected electromagnetic waves
  • the invention described herein is completely independent of the field in which the subsequently treated antennas are used; By way of example, reference will be made below to the use of the antennas in question in the field of level measurement.
  • Horn antennas - also referred to as horn radiators in the transmission case - are characterized by a waveguide, which has a funnel-shaped extension. Via the waveguide, the horn is fed with a TE-wave or a TM-wave, such as with a TE 11 -wave, the electric field strength thus has no share in the propagation direction of the electromagnetic wave.
  • the guided by the waveguide electromagnetic wave propagates ultimately in the funnel-shaped extension - the horn - and continues to the aperture opening of the horn and emitted through the aperture opening of the horn in the room as a free space wave.
  • the mostly electrically conductive wall of the horn limits the propagation of the electromagnetic radiation, the horn itself therefore represents an interface for the propagating electromagnetic radiation, are reflected at the electromagnetic waves as far as possible.
  • the antenna In dielectric antennas, on the other hand, the antenna essentially consists of a body of dielectric material, electromagnetic waves also being guided in the material and being able to be emitted via the material.
  • the electromagnetic waves guided and radiated by this dielectric material are fed into the antenna via a feed section of the dielectric antenna and radiated into the room via a radiating section.
  • the dielectric antenna may have other sections, but it does not necessarily have the two described sections.
  • the dielectric feed section often consists of a rod with an ultimately tapered mandrel which is insertable into a waveguide, said mandrel is then acted upon by guided in the waveguide electromagnetic waves.
  • the emission section of a dielectric antenna can be designed very differently, for example as a stem or pear-shaped as a field lens.
  • the dielectric emission section is designed as a horn which opens in the emission direction and at least partially surrounds a cavity.
  • Such an antenna will hereinafter be referred to as a "dielectric horn antennaā€.
  • the emission section is configured as a horn which opens at least partially in the emission direction
  • the emission direction is essentially the main emission direction of the dielectric horn antenna, ie the direction in which the directivity of the horn antenna is particularly pronounced is.
  • the cavity surrounded by the horn need not actually be open constructively in the emission direction of the horn antenna, it may for example be completed in the emission with a material that, however, the radiation of the electromagnetic waves in the emission direction substantially no resistance, so that in the emission direction opening horn in the emission direction is electromagnetically functionally open, but not necessarily in the constructive-geometric sense must be open.
  • Horn antennas as well as dielectric antennas are often used in industrial process measuring technology - as mentioned above - for level measurement. In such applications it is of particular advantage when the antennas used identify as narrow a main direction of emission as possible and at the same time as compact a design as possible. However, these requirements are contradictory with regard to the constructive measures that usually have to be taken for their technical implementation.
  • a narrow directivity in Hauptabstrahlutter can be achieved only by a large aperture - ie opening area - of the Abstrahlabitess both a horn antenna and a dielectric antenna and also in a dielectric horn antenna, which makes a large extension of the antenna perpendicular to the main radiation required.
  • the electromagnetic radiation emitted by the emission section must have as flat a phase front as possible, such a planar phase front can only be realized with the antenna types mentioned with increasing length of the antenna, which is also the desired compact design opposes.
  • a dielectric insert is arranged over the use of at least a portion of the acted upon via the feed section electromagnetic radiation can be guided and radiated and the use extends in the emission of the antenna substantially over the cavity of the horn.
  • the arrangement of a dielectric insert in the horn of the dielectric horn antenna is excellent is adapted to form and smooth the phase fronts of the total guided and radiated by the horn antenna electromagnetic radiation outside the dielectric material, so that can realize flat wavefronts in the emission of the horn antenna, without the outer dimensions of the horn antenna must be increased.
  • the electromagnetic radiation is shaped by the dielectric insert so as to give a large virtual aperture of the horn dielectric antenna which is significantly larger than the geometric aperture of the dielectric horn antenna usable without dielectric use.
  • the cross-sectional area of the horn decreases in the emission direction of the antenna. Due to the decreasing cross-sectional area of the horn, its effective permittivity in the emission direction of the antenna decreases, whereby an increasing portion of the total guided electromagnetic field passes from the dielectric horn into the outer space; This reduces the coupling of the field to the horn ever further. At the same time, however, this causes the virtual antenna aperture to be much larger than the geometric antenna aperture. This effect is also reinforced by the inventively provided dielectric insert within the dielectric horn.
  • the outer contour of the horn is substantially constant in the emission direction of the antenna, wherein the horn can have, in particular, a circular, ellipsoidal or rectangular cross-section perpendicular to the emission direction.
  • An invariable outer contour of the horn means u. a., That a maximum dielectric field-carrying volume with the largest possible geometric aperture can be achieved because the dielectric horn over its entire extent in the emission direction of the antenna may have a maximum diameter.
  • the dielectric insert in the horn is designed so that its cross-sectional area in the emission direction of the antenna remains substantially constant or even decreases.
  • a decreasing cross-sectional area of the insert brings with it, as already explained at the Horn that an increasing proportion of the beginning in the dielectric insert guided electromagnetic field in the outer space - ie the space between the horn and use - occurs and is decoupled from the insert.
  • the emission section of the horn antenna extends in the emission direction substantially up to a location of a field elevation of the guided electromagnetic waves, which means above all the electromagnetic waves traveling in the outer space of the horn.
  • hybrid electromagnetic waves are guided via dielectric antennas-in contrast to electromagnetic waves in waveguides-such as, for example, a HE 11 fundamental wave and possibly electromagnetic waves in different modes.
  • waveguides such as, for example, a HE 11 fundamental wave and possibly electromagnetic waves in different modes.
  • a change in the amplitude of the guided outer field is observable, with alternate locations of low amplitude of the outer field with locations with increased amplitudes of the outer field.
  • This amplitude change can be explained inter alia by the mode conversion of the electromagnetic waves along the horn antenna in the emission direction.
  • the radiating portion substantially terminates at a position of field elevation of the guided electromagnetic waves, the previously guided electromagnetic wave becomes a free space wave at that location and amplitude, thereby automatically reaching a large virtual aperture of the dielectric horn antenna.
  • the dielectric insert is designed rod-shaped, in particular as a solid rod having a substantially round, ellipsoidal or rectangular cross-section.
  • the choice of the cross section is preferably adapted to the inner contour of the horn.
  • the ratio of the length of the radiating portion to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 1.5 to 2.5, preferably substantially 2. In this length of the emission section normalized to the free space wavelength, there is a maximum of the field increase at the end of the emission section. It is also particularly advantageous if the ratio of the diameter perpendicular to the emission direction of the horn to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 1.4 to 1.9, preferably substantially between 1.6 and 1.7, preferably at 1 , 65, since an optimum of the virtual aperture to the actual geometric aperture of the dielectric antenna is achieved here.
  • the dielectric insert is designed as a horn insert which opens at least partially in the emission direction and which has in particular a substantially round, ellipsoidal or rectangular peripheral contour, wherein the peripheral contour is in particular applied to the inner wall of the outer horn the dielectric horn antenna is adapted.
  • dielectric horn antennas with a dielectric horn insert it has turned out to be particularly advantageous, as in the dielectric horn antennas with rod-shaped dielectric insert, when the emission section extends in the emission direction up to the second field elevation of the guided electromagnetic radiation, since the second field elevation is greater as the first field elevation and therefore also a larger virtual aperture of the horn antenna can be achieved at this point.
  • the additional - unwanted - length of the horn antenna is here an acceptable limitation against the substantial gain in the virtual Aperture and the overall improved directional effect of the Homantenne.
  • the ratio of the length of the emission section to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 6 to 9, preferably in the range of about 7 to 8, particularly preferably substantially about 7.5, since with such a dimensioning the end of the horn antenna is in the range of the second field elevation of the entrained electromagnetic radiation.
  • the ratio of the diameter perpendicular to the emission direction of the horn to the free space wavelength of the emitted electromagnetic radiation is in the range from about 1.4 to 1.9, preferably in the range between 1.6 and 1.7, essentially at 1 , 65, as in this dimensioning, just as in the case of the dielectric rod-type dielectric horn antenna, a good ratio of virtual aperture to geometric aperture of the horn antenna is achieved.
  • a dielectric transition section is provided between the dielectric feed section and the dielectric radiating section of a dielectric horn antenna, which realizes a transition from the radiating section-side cross section of the feed section to the feed section-side cross section of the radiating section.
  • the transition section ensures that, for example, a feed section with only a very small cross section can also feed a radiating section with a considerably larger cross section.
  • the transition section in the emission of the antenna has only approximately the thickness of a housing wall available for mounting.
  • the transition section can be kept short and the dielectric horn antenna as a whole compact, without fear of significant negative effects with respect to the electromagnetic properties of the horn antenna.
  • the overall conical outer contour of the transition section is also advantageous for the assembly of the dielectric antenna according to the invention in a housing wall, since the antenna must be countered, for example, only from the outside via a suitable thread on the feed section of the dielectric antenna.
  • the dielectric horn antennas are integrally formed of dielectric material, which in particular the mechanical stability and conductivity of the horn antennas for electromagnetic waves is beneficial.
  • the feed section, the emission section and possibly the transition section or a sub-combination of feed section, emission section and transition section are formed by separate connectable modules, which is advantageous in particular for mounting the horn antennas.
  • the modular design of the horn antenna according to the invention is also advantageous for the manufacturer of such horn antennas since a large number of dielectric horn antennas can be manufactured with a few module variants for the feed section, the emission section and the transition section.
  • the object described above is achieved in a modular system for producing a previously described dielectric horn antenna with a feed section, with a radiating section and with a transition section between the feed section and the radiating section in that the module system has feed section modules of different cross section, radiating modules of different cross section and different transition section modules and that with the transition section modules, a transition between the different cross sections of the feed section modules and the different cross sections of the AbstrahlabĆŖtmodule can be produced.
  • Fig. 1 to 6 are cross sections of dielectric horn antennas 1 shown. All horn antennas 1 have a dielectric feed section 2 and a dielectric emission section 3. The feed section 2 of the dielectric horn antenna 1 is acted upon by a waveguide 4 with electromagnetic radiation 5 in the illustrated embodiments. With the radiating section 3, the electromagnetic radiation 5 can then continue to be guided and radiated, wherein the radiating section 3 in the illustrated exemplary embodiments is in any case designed as a horn 3a which opens at least partially in the emission direction 6 and surrounds a cavity 7.
  • the cavity 7 is also open structurally in the emission direction 6 of the dielectric antenna 1, but this is not absolutely necessary as long as the cavity 7 is opened in the emission direction 6 functionally electromagnetic.
  • dielectric horn antennas 1 are characterized in that in the horn 3a, a dielectric insert 3b is arranged. At least part of the electromagnetic radiation 5 that can be acted upon via the feed section 2 can be guided and emitted via the insert 3b, with the insert 3b extending essentially over the cavity 7 in the emission direction 6 of the dielectric horn antenna 1.
  • the dielectric insert 3b is connected in each case at the feed section end of the Abstrahlabterrorisms 3 with the horn 3a and spaced over the extension of the horn 3a from the inner wall of the horn 3a.
  • the dielectric insert 3b is thus functionally part of the radiating section 3.
  • the insert 3b extends in the emission direction 6 of the horn antenna substantially over the cavity 7, it is meant that the dielectric insert 3b extends over at least the major part of the axial extent of the horn 3a, which is necessary is because of the Dielectric insert 3b is the cause of a guidance and shaping of the electromagnetic radiation 5, which leads to the fact that the radiated free space waves in the main emission direction 6 have largely flat phase fronts. This is necessary to achieve the desired narrow directional characteristics.
  • the cross-sectional area of the horn 3a decreases in the emission direction 6 of the horn antenna 1, wherein the outer contour of the horn 3 a in the emission direction 6 of the horn antenna 1 is constant and the horn 3a perpendicular to the emission has a circular or annular cross-section.
  • dielectric horn antennas 1 reach a relation to the purely geometric aperture significantly larger effective virtual aperture by the radiating portion 3 extends in the emission direction 6 substantially up to a place of field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5, which in the 4 to 6 is recognizable.
  • the amplitude of the outer field of the illustrated dielectric horn antennas 1 varies in the emission direction 6 of the horn antennas 1, which is due inter alia by a mode conversion of guided in the emission section 3 electromagnetic radiation 5; This is especially good in the Fig. 4 and 6 to recognize.
  • the virtual aperture of the horn dielectric 1 is significantly larger than the geometrical aperture, whereby the directivity of the illustrated horn dielectric antennas 1 is significantly better than known dielectric horn antennas 1 without dielectric Insert 3b, which in the Fig. 3 and 5 are shown.
  • the dielectric horn antennas 1 are each only indicated schematically by an outline.
  • the illustrated electromagnetic fields 5 are, strictly speaking, the electric field component that exceeds a certain amplitude value of the electric field strength lies.
  • the illustrated component of the electromagnetic radiation 5 can be clearly seen, which has advantageous effect the use of a dielectric insert 3b each in the horn 3a on the development of the virtual aperture and on a planar phase of the radiated electromagnetic waves.
  • Fig. 3 schematically shows a short-length dielectric horn antenna 1 whose radiated field has a common directional characteristic for dielectric horn antennas 1; The radiated electromagnetic waves do not achieve a particularly good even phase position.
  • Fig. 4 shows the dielectric horn antenna 1 from Fig. 3 , which is, however, additionally equipped with a dielectric insert 3b, wherein the dielectric insert 3b is designed here rod-shaped and has a substantially circular cross-section.
  • the radiating section 3 consisting of the horn 3a and the dielectric insert 3b extends in the emission direction 6 up to the first field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5. It has been shown that when using rod-shaped dielectric inserts 3b the first field elevation 8 already reaches a maximum and with subsequent field peaks virtually no larger virtual apertures can be achieved, which is why with dielectric horn antennas 1 of in Fig. 4 shown type particularly short dielectric horn antennas 1 can be achieved with significantly better directivity than in dielectric horn antennas 1 without dielectric use.
  • the ratio of the length of the radiating portion 3 to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is substantially 2, and the ratio of the diameter perpendicular to the radiating direction 6 of the horn 3a to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is substantially 1.65.
  • Fig. 5 is one opposite the in Fig. 3 illustrated dielectric antenna 1 significantly longer-building dielectric antenna 1 shown.
  • the electromagnetic Radiation 5 will - as in Fig. 5 can be seen, radiated without a dielectric insert in a comparatively wide main lobe.
  • Fig. 6 is a dielectric horn antenna 1 according to Fig. 5 however, a dielectric insert 3b designed as a horn insert is additionally used, wherein the horn insert at least partially surrounds a cavity 9 and wherein the cavity 9 opens in the emission direction 6.
  • the dielectric insert 3b has a round peripheral contour, which is therefore adapted to the inner wall of the horn 3a.
  • the emission section 3 extends in the emission direction 6 up to the second field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5, because the second field elevation 8 is considerably greater than the first field elevation of the electromagnetic radiation 5 Fig. 6 It is therefore advantageous to take a longer radiation section 3 into account, although in return a far better directivity is achieved than in the case of conventional dielectric horn antennas 1.
  • the ratio of the length of the radiating portion 3 to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is substantially about 7.5 and the ratio of the diameter perpendicular to the radiating direction 6 of the horn 3a to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is about 1, 65th This ensures that the radiating section 3 lies substantially at the location of the second field elevation 8 of the guided and radiated electromagnetic radiation 5.
  • the illustrated dielectric horn antennas 1 have, between the dielectric feed section 2 and the dielectric emission section 3, a dielectric transition section 10 which realizes a transition from the emission section-side cross section of the feed section 2 to the feed section-side cross section of the emission section 3.
  • This dielectric transition section 10 allows that over a Supply section 2 small cross-section fed electromagnetic radiation 5 to a dielectric Abstrahlabites 3 with a much larger cross-section.
  • the transition section 10 quite deliberately only approximately the thickness of the housing wall 11 available for mounting. With conventional dimensions of housing walls 11, this results in a considerable opening angle of the transitional section 10. This large opening angle of the conical transition section 10 causes additional modes of electromagnetic radiation 5 are generated, which propagate through the radiating section 3 on. However, this is even desirable in the case of the illustrated dielectric horn antennas 1, since the desired field enhancements 8 are primarily caused by the excited mode conversion, which can be enhanced by the dielectric insert 3b and shaped in the form of a planar phase curve.
  • the thus configured dielectric horn antennas 1 are very easy to install, since they form with the housing wall 11 itself a tight seal.
  • the dielectric horn antennas 1 have a thread with which they can be pressed by the waveguide 4 against the housing wall 11.
  • the illustrated dielectric horn antennas 1 are all made in one piece from dielectric material, in the present case made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is known, for example, under the name Teflon. If the housing wall 11, as in the embodiments shown here, in turn consists of a metal, then the housing wall 11 together with the waveguide 4 forms a metallic horn antenna, which serves as an excitation structure for the dielectric emission section 3.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Fig. 7 is a directional diagram of the electric field strength of the radiated electromagnetic radiation shown for in the Fig. 3 . 4 and 6 illustrated dielectric horn antennas 1, wherein the electric field strength for each embodiment is normalized to the occurring there maximum value, so that the in Fig. 7 illustrated directional diagrams have the same start and end points.
  • the horn antenna without a dielectric insert smooth solid line
  • a dielectric horn antenna with a rod-shaped dielectric insert (dotted line)
  • a dielectric horn antenna with a horn insert as a dielectric insert triangular line

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

The horn antenna (1) has a dielectric supply section (2) subjected to electromagnetic radiation. A dielectric radiation section (3) guides and radiates the electromagnetic radiation. The radiation section comprises a horn (3a) that partially surrounds a cavity (7) and opens in radiation direction (6) of the antenna. A rod-shaped dielectric insert (3b) is arranged in the horn for guiding and radiating a part of the electromagnetic radiation acting over the supply section. The insert extends in the radiation direction of the antenna over the cavity. An independent claim is also included for a modular system for producing a dielectric horn antenna.

Description

Die Erfindung betrifft eine dielektrische Hornantenne mit einem dielektrischen Speiseabschnitt und mit einem dielektrischen Abstrahlabschnitt, wobei der Speiseabschnitt mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagbar ist, mit dem Abstrahlabschnitt elektromagnetische Strahlung fĆ¼hrbar und abstrahlbar ist und der Abstrahlabschnitt als sich in Abstrahlrichtung ƶffnendes, einen Hohlraum zumindest teilweise umgebendes Horn ausgestaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Modulsystem zur Herstellung einer solchen dielektrischen Hornantenne.The invention relates to a dielectric horn antenna having a dielectric feed section and a dielectric emission section, wherein the feed section can be acted upon by electromagnetic radiation, electromagnetic radiation can be guided and emitted with the emission section, and the emission section is configured as a horn which opens in the emission direction and at least partially surrounds a cavity is. Furthermore, the invention also relates to a modular system for producing such a dielectric horn antenna.

Hornantennen wie auch dielektrische Antennen an sich, sind seit langem bekannt und werden in unterschiedlichen Ausgestaltungen und GrĆ¶ĆŸen fĆ¼r ganz unterschiedliche Zwecke verwendet, so beispielsweise auch in der industriellen ProzeĆŸĆ¼berwachung zur Bestimmung von AbstƤnden - beispielsweise von MedienoberflƤchen in Tanks - Ć¼ber die Laufzeitermittlung von reflektierten elektromagnetischen Wellen (Radaranwendungen). Die hier beschriebene Erfindung ist vollkommen unabhƤngig von dem Gebiet, in dem die nachfolgend behandelten Antennen zur Anwendung kommen; exemplarisch wird im folgenden auf die Verwendung der in Rede stehenden Antennen in dem Gebiet der FĆ¼llstandsmeƟtechnik bezug genommen.Horn antennas as well as dielectric antennas per se have long been known and are used in a variety of configurations and sizes for very different purposes, such as in industrial process monitoring for determining distances - for example, media surfaces in tanks - over the transit time determination of reflected electromagnetic waves (radar applications). The invention described herein is completely independent of the field in which the subsequently treated antennas are used; By way of example, reference will be made below to the use of the antennas in question in the field of level measurement.

Hornantennen - im Sendefall auch als Hornstrahler bezeichnet - zeichnen sich durch einen Hohlleiter aus, der eine trichterfƶrmige Erweiterung aufweist. Ɯber den Hohlleiter wird der Hornstrahler mit einer TE-Welle oder einer TM-Welle gespeist, wie zum Beispiel mit einer TE11-Welle, deren elektrische FeldstƤrke also keinen Anteil in der Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Welle aufweist. Die von dem Hohlleiter gefĆ¼hrte elektromagnetische Welle pflanzt sich letztlich in die trichterfƶrmige Erweiterung - das Horn - fort und wird bis zur Aperturƶffnung des Horns weitergefĆ¼hrt und Ć¼ber die Aperturƶffnung des Horns in den Raum als Freiraumwelle abgestrahlt. Die meist elektrisch leitfƤhige Wandung des Horns begrenzt dabei die Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlung, das Horn selbst stellt demnach eine GrenzflƤche fĆ¼r die sich ausbreitende elektromagnetische Strahlung dar, an der elektromagnetische Wellen weitestgehend reflektiert werden.Horn antennas - also referred to as horn radiators in the transmission case - are characterized by a waveguide, which has a funnel-shaped extension. Via the waveguide, the horn is fed with a TE-wave or a TM-wave, such as with a TE 11 -wave, the electric field strength thus has no share in the propagation direction of the electromagnetic wave. The guided by the waveguide electromagnetic wave propagates ultimately in the funnel-shaped extension - the horn - and continues to the aperture opening of the horn and emitted through the aperture opening of the horn in the room as a free space wave. The mostly electrically conductive wall of the horn limits the propagation of the electromagnetic radiation, the horn itself therefore represents an interface for the propagating electromagnetic radiation, are reflected at the electromagnetic waves as far as possible.

Bei dielektrischen Antennen hingegen besteht die Antenne im wesentlichen aus einem Kƶrper aus dielektrischem Material, wobei elektromagnetische Wellen auch in dem Material gefĆ¼hrt werden und Ć¼ber das Material abgestrahlt werden kƶnnen. Die von diesem dielektrischen Material gefĆ¼hrten und abgestrahlten elektromagnetischen Wellen Werden Ć¼ber einen Speiseabschnitt der dielektrischen Antenne in die Antenne eingespeist und Ć¼ber einen Abstrahlabschnitt in den Raum abgestrahlt. Die dielektrische Antenne mag noch andere Abschnitte aufweisen, funktionsnotwenig weist sie jedenfalls die beiden beschriebenen Abschnitte auf. Der dielektrische Speiseabschnitt besteht oft aus einem Stab mit einem letztlich konisch zulaufenden Dorn, der in einen Hohlleiter einfĆ¼hrbar ist, wobei dieser Dorn dann von in dem Hohlleiter gefĆ¼hrten elektromagnetischen Wellen beaufschlagt wird. Der Abstrahlabschnitt einer dielektrischen Antenne kann sehr unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als Stiel oder birnenfƶrmig als Feldlinse.In dielectric antennas, on the other hand, the antenna essentially consists of a body of dielectric material, electromagnetic waves also being guided in the material and being able to be emitted via the material. The electromagnetic waves guided and radiated by this dielectric material are fed into the antenna via a feed section of the dielectric antenna and radiated into the room via a radiating section. The dielectric antenna may have other sections, but it does not necessarily have the two described sections. The dielectric feed section often consists of a rod with an ultimately tapered mandrel which is insertable into a waveguide, said mandrel is then acted upon by guided in the waveguide electromagnetic waves. The emission section of a dielectric antenna can be designed very differently, for example as a stem or pear-shaped as a field lens.

Der Anmelderin ist aus der Praxis bekannt, daƟ der dielektrische Abstrahlabschnitt als sich in Abstrahlrichtung ƶffnendes, einen Hohlraum zumindest teilweise umgebendes Horn ausgestaltet ist. Eine solche Antenne wird im folgenden als "dielektrische Hornantenne" bezeichnet.The applicant is known from practice that the dielectric emission section is designed as a horn which opens in the emission direction and at least partially surrounds a cavity. Such an antenna will hereinafter be referred to as a "dielectric horn antenna".

Wenn davon die Rede ist, daƟ der Abstrahlabschnitt als sich in Abstrahlrichtung ƶffnendes, einen Hohlraum zumindest teilweise umgebendes Horn ausgestaltet ist, dann ist mit der Abstrahlrichtung im wesentlichen die Hauptabstrahlrichtung der dielektrischen Hornantenne gemeint, also die Richtung, in der die Richtwirkung der Hornantenne besonders ausgeprƤgt ist. Der von dem Horn umgebene Hohlraum muƟ nicht tatsƤchlich konstruktiv in Abstrahlrichtung der Hornantenne geƶffnet sein, er kann beispielsweise auch in Abstrahlrichtung mit einem Material abgeschlossen sein, das jedoch der Abstrahlung der elektromagnetischen Wellen in Abstrahlrichtung im wesentlichen keinen Widerstand entgegensetzt, so daƟ das sich in Abstrahlrichtung ƶffnende Horn in Abstrahlrichtung elektromagnetisch funktional geƶffnet ist, jedoch nicht zwingend im konstruktiv-geometrischen Sinne offen sein muƟ.If it is mentioned that the emission section is configured as a horn which opens at least partially in the emission direction, then the emission direction is essentially the main emission direction of the dielectric horn antenna, ie the direction in which the directivity of the horn antenna is particularly pronounced is. The cavity surrounded by the horn need not actually be open constructively in the emission direction of the horn antenna, it may for example be completed in the emission with a material that, however, the radiation of the electromagnetic waves in the emission direction substantially no resistance, so that in the emission direction opening horn in the emission direction is electromagnetically functionally open, but not necessarily in the constructive-geometric sense must be open.

Hornantennen als auch dielektrische Antennen werden in der industriellen ProzeƟmeƟtechnik - wie eingangs erwƤhnt - hƤufig zur FĆ¼llstandsmessung verwendet. Bei solchen Anwendungen ist es von besonderem Vorteil, wenn die verwendeten Antennen eine mƶglichst schmale Hauptabstrahlrichtung und gleichzeitig eine mƶglichst kompakte Bauform ausweisen. Diese Anforderungen widersprechen sich jedoch hinsichtlich der konstruktiven MaƟnahmen, die Ć¼blicherweise zu ihrer technischen Umsetzung ergriffen werden mĆ¼ssen.Horn antennas as well as dielectric antennas are often used in industrial process measuring technology - as mentioned above - for level measurement. In such applications it is of particular advantage when the antennas used identify as narrow a main direction of emission as possible and at the same time as compact a design as possible. However, these requirements are contradictory with regard to the constructive measures that usually have to be taken for their technical implementation.

Eine schmale Richtcharakteristik in Hauptabstrahlrichtung kann bekanntlich erst durch eine groƟe Apertur - also ƖffnungsflƤche - des Abstrahlabschnitts sowohl bei einer Hornantenne als auch bei einer dielektrischen Antenne und auch bei einer dielektrischen Hornantenne erzielt werden, was eine groƟe Ausdehnung der Antenne senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung erforderlich macht. Damit die Apertur auch im Sinne einer schmalen Hauptabstrahlrichtung genutzt wird, muƟ die von dem Abstrahlabschnitt abgestrahlte elektromagnetische Strahlung eine mƶglichst ebene Phasenfront aufweisen, wobei eine solch ebene Phasenfront bei den genannten Antennentypen nur mit zunehmender LƤnge der Antenne realisierbar ist, was der gewĆ¼nschten kompakten Bauform ebenfalls entgegensteht. Im Bereich der FĆ¼llstandsmeƟtechnik besteht ein zusƤtzliches Problem hƤufig darin, daƟ die geometrische Apertur des Hornes nur in engen Grenzen vergrĆ¶ĆŸert werden kann, da die Antenne andernfalls nicht mehr in das zu Ć¼berwachende Volumen - zum Beispiel Ć¼ber bereits vorhandene Tankƶffnungen und Stutzen - eingebracht und dort nicht mehr montiert werden kann.A narrow directivity in Hauptabstrahlrichtung can be achieved only by a large aperture - ie opening area - of the Abstrahlabschnitts both a horn antenna and a dielectric antenna and also in a dielectric horn antenna, which makes a large extension of the antenna perpendicular to the main radiation required. In order for the aperture to be used in the sense of a narrow main emission direction, the electromagnetic radiation emitted by the emission section must have as flat a phase front as possible, such a planar phase front can only be realized with the antenna types mentioned with increasing length of the antenna, which is also the desired compact design opposes. In the field of FĆ¼llstandsmeƟtechnik an additional problem is often that the geometric aperture of the horn can be increased only within narrow limits, as the antenna is not more in the volume to be monitored - for example, over existing tank openings and nozzles - introduced and not there can be mounted more.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dielektrische Hornantenne anzugeben, mit der eine verbesserte Richtwirkung bei kompakter Bauform erzielt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a dielectric horn antenna, with which an improved directivity can be achieved in a compact design.

Die zuvor hergeleitete und beschriebene Aufgabe ist erfindungsgemƤƟ bei einer dielektrischen Hornantenne der oben angegebenen Art dadurch gelƶst, daƟ in dem Horn ein dielektrischer Einsatz angeordnet ist, Ć¼ber den Einsatz wenigstens ein Teil der Ć¼ber den Speiseabschnitt beaufschlagbaren elektromagnetischen Strahlung fĆ¼hrbar und abstrahlbar ist und sich der Einsatz in Abstrahlrichtung der Antenne im wesentlichen Ć¼ber den Hohlraum des Horns erstreckt.The previously derived and described object is achieved according to the invention in a dielectric horn antenna of the type specified above, that in the horn, a dielectric insert is arranged over the use of at least a portion of the acted upon via the feed section electromagnetic radiation can be guided and radiated and the use extends in the emission of the antenna substantially over the cavity of the horn.

Es hat sich Ć¼berraschenderweise herausgestellt, daƟ die Anordnung eines dielektrischen Einsatzes in dem Horn der dielektrischen Hornantenne hervorragend dazu geeignet ist, die Phasenfronten der von der Hornantenne insgesamt gefĆ¼hrten und abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung auƟerhalb des dielektrischen Materials zu formen und zu glƤtten, so daƟ sich ebene Wellenfronten in Abstrahlrichtung der Hornantenne realisieren lassen, ohne daƟ die AuƟenabmessungen der Hornantenne vergrĆ¶ĆŸert werden mĆ¼ssen. Ferner wird die elektromagnetische Strahlung durch den dielektrischen Einsatz derart geformt, daƟ sich eine groƟe virtuelle Apertur der dielektrischen Hornantenne ergibt, die erheblich grĆ¶ĆŸer als die ohne dielektrischen Einsatz nutzbare geometrische Apertur der dielektrischen Hornantenne ist. Sowohl das dielektrische Horn als auch der dielektrische EinsatzIt has surprisingly been found that the arrangement of a dielectric insert in the horn of the dielectric horn antenna is excellent is adapted to form and smooth the phase fronts of the total guided and radiated by the horn antenna electromagnetic radiation outside the dielectric material, so that can realize flat wavefronts in the emission of the horn antenna, without the outer dimensions of the horn antenna must be increased. Further, the electromagnetic radiation is shaped by the dielectric insert so as to give a large virtual aperture of the horn dielectric antenna which is significantly larger than the geometric aperture of the dielectric horn antenna usable without dielectric use. Both the dielectric horn and the dielectric insert

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nimmt die QuerschnittsflƤche des Horns in Abstrahlrichtung der Antenne ab. Durch die abnehmende QuerschnittsflƤche des Horns nimmt dessen effektive PermittivitƤt in Abstrahlrichtung der Antenne ab, wodurch ein zunehmender Anteil des insgesamt gefĆ¼hrten elektromagnetischen Feldes von dem dielektrischen Horn in den AuƟenraum tritt; damit reduziert sich die Kopplung des Feldes an das Horn immer weiter. Gleichzeitig bewirkt dies jedoch, daƟ die virtuelle Antennenapertur weitaus grĆ¶ĆŸer ist als die geometrische Antennenapertur. Auch dieser Effekt wird verstƤrkt durch den erfindungsgemƤƟ vorgesehenen dielektrischen Einsatz innerhalb des dielektrischen Horns.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the cross-sectional area of the horn decreases in the emission direction of the antenna. Due to the decreasing cross-sectional area of the horn, its effective permittivity in the emission direction of the antenna decreases, whereby an increasing portion of the total guided electromagnetic field passes from the dielectric horn into the outer space; This reduces the coupling of the field to the horn ever further. At the same time, however, this causes the virtual antenna aperture to be much larger than the geometric antenna aperture. This effect is also reinforced by the inventively provided dielectric insert within the dielectric horn.

Es hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die AuƟenkontur des Horns in Abstrahlrichtung der Antenne im wesentlichen konstant ist, wobei das Horn senkrecht zur Abstrahlrichtung insbesondere einen kreisfƶrmigen, ellipsoidalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. Eine unverƤnderliche AuƟenkontur des Horns bedeutet u. a., daƟ ein maximales dielektrisches feldfĆ¼hrendes Volumen bei grĆ¶ĆŸtmƶglicher geometrischer Apertur erzielbar ist, da das dielektrische Horn Ć¼ber seine gesamte Erstreckung in Abstrahlrichtung der Antenne einen maximalen Durchmesser aufweisen kann.It has also been found to be particularly advantageous if the outer contour of the horn is substantially constant in the emission direction of the antenna, wherein the horn can have, in particular, a circular, ellipsoidal or rectangular cross-section perpendicular to the emission direction. An invariable outer contour of the horn means u. a., That a maximum dielectric field-carrying volume with the largest possible geometric aperture can be achieved because the dielectric horn over its entire extent in the emission direction of the antenna may have a maximum diameter.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der dielektrische Einsatz in dem Horn so ausgestaltet, daƟ seine QuerschnittsflƤche in Abstrahlrichtung der Antenne im wesentlichen konstant bleibt oder sogar abnimmt. Eine abnehmende QuerschnittsflƤche des Einsatzes bringt es mit sich, wie zuvor schon am Horn erlƤutert, daƟ ein zunehmender Anteil des Anfangs in dem dielektrischen Einsatz gefĆ¼hrten elektromagnetischen Feldes in den AuƟenraum - also den Zwischenraum zwischen Horn und Einsatz - tritt und aus dem Einsatz ausgekoppelt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, the dielectric insert in the horn is designed so that its cross-sectional area in the emission direction of the antenna remains substantially constant or even decreases. A decreasing cross-sectional area of the insert brings with it, as already explained at the Horn that an increasing proportion of the beginning in the dielectric insert guided electromagnetic field in the outer space - ie the space between the horn and use - occurs and is decoupled from the insert.

GemƤƟ einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der dielektrischen Hornantenne ist vorgesehen, daƟ sich der Abstrahlabschnitt der Hornantenne in Abstrahlrichtung im wesentlichen bis zu einem Ort einer FeldĆ¼berhƶhung der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Wellen erstreckt, wobei damit vor allem die im AuƟenraum des Horns mitlaufenden elektromagnetischen Wellen gemeint sind.According to a further preferred embodiment of the dielectric horn antenna, it is provided that the emission section of the horn antenna extends in the emission direction substantially up to a location of a field elevation of the guided electromagnetic waves, which means above all the electromagnetic waves traveling in the outer space of the horn.

Im allgemeinen Fall werden Ć¼ber dielektrische Antennen - im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen in Hohlleitern - hybride elektromagnetische Wellen gefĆ¼hrt, wie z.B. eine HE11-Grundwelle und ggf. elektromagnetische Wellen in unterschiedlichen Moden. Ɯber die Erstreckung der Hornantenne in Abstrahlrichtung ist eine VerƤnderung der Amplitude des gefĆ¼hrten AuƟenfeldes beobachtbar, wobei sich Orte geringer Amplitude des AuƟenfeldes mit Orten mit erhƶhten Amplituden des AuƟenfeldes abwechseln. Diese AmplitudenƤnderung ist u. a. durch die Modenkonversion der elektromagnetischen Wellen entlang der Hornantenne in Abstrahlrichtung erklƤrbar. Wenn der Abstrahlabschnitt im wesentlichen an einem Ort einer FeldĆ¼berhƶhung der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Wellen endet, wird die zuvor gefĆ¼hrte elektromagnetische Welle an dieser Stelle und mit dieser Amplitude zu einer Freiraumwelle, wodurch automatisch eine groƟe virtuelle Apertur der dielektrischen Hornantenne erreicht wird.In the general case, hybrid electromagnetic waves are guided via dielectric antennas-in contrast to electromagnetic waves in waveguides-such as, for example, a HE 11 fundamental wave and possibly electromagnetic waves in different modes. Over the extent of the horn antenna in the emission direction, a change in the amplitude of the guided outer field is observable, with alternate locations of low amplitude of the outer field with locations with increased amplitudes of the outer field. This amplitude change can be explained inter alia by the mode conversion of the electromagnetic waves along the horn antenna in the emission direction. When the radiating portion substantially terminates at a position of field elevation of the guided electromagnetic waves, the previously guided electromagnetic wave becomes a free space wave at that location and amplitude, thereby automatically reaching a large virtual aperture of the dielectric horn antenna.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der dielektrische Einsatz stabfƶrmig ausgestaltet, insbesondere nƤmlich als ein massiver Stab mit einem im wesentlichen runden, ellipsoidalen oder rechteckigen Querschnitt. Die Wahl des Querschnitts ist vorzugsweise an die Innenkontur des Horns angepaƟt. Bei einer solchen Geometrie des Einsatzes ist es von besonderem Vorteil, wenn sich der Abstrahlabschnitt der Hornantenne in Abstrahlrichtung lediglich bis zur ersten FeldĆ¼berhƶhung der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung erstreckt, da die FeldĆ¼berhƶhung bei dielektrischen Hornantennen mit stabfƶrmigem Einsatz bereits an dem Ort der ersten FeldĆ¼berhƶhung maximal ist, jedenfalls die FeldĆ¼berhƶhung an spƤteren Orten eines Amplitudenmaximums nicht in dem MaƟe grĆ¶ĆŸer ist, als daƟ es lohnenswert wƤre, eine dadurch erzwungene wesentlich grĆ¶ĆŸere Abmessung der Hornantenne in Abstrahlrichtung in Kauf zu nehmen.In a preferred embodiment of the invention, the dielectric insert is designed rod-shaped, in particular as a solid rod having a substantially round, ellipsoidal or rectangular cross-section. The choice of the cross section is preferably adapted to the inner contour of the horn. With such a geometry of the insert, it is of particular advantage if the emission section of the horn antenna extends in the emission direction only up to the first field elevation of the guided electromagnetic radiation, since the field elevation in the case of dielectric horn antennas with rod-shaped insert already at the location of the first field elevation is maximal In any case, the field enhancement at later locations of an amplitude maximum is not greater to the extent that it would be worthwhile to accept a considerably larger dimension of the horn antenna in the direction of emission thereby forced.

Bei einer dielektrischen Hornantenne mit einem stabfƶrmigen dielektrischen Einsatz hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnitts zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 1,5 bis 2,5 liegt, bevorzugt im wesentlichen bei 2. Bei dieser auf die FreiraumwellenlƤnge normierten LƤnge des Abstrahlabschnittes liegt ein Maximum der FeldĆ¼berhƶhung am Ende des Abstrahlabschnitts vor. Es ist ferner besonders vorteilhaft, wenn das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung des Horns zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 1,4 bis 1,9 liegt, vorzugsweise im wesentlichen zwischen 1,6 und 1,7, bevorzugt bei 1,65, da hier ein Optimum der virtuellen Apertur zur tatsƤchlichen geometrischen Apertur der dielektrischen Antenne erzielt wird.Further, in a dielectric horn antenna having a rod-shaped dielectric insert, it has been found advantageous if the ratio of the length of the radiating portion to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 1.5 to 2.5, preferably substantially 2. In this length of the emission section normalized to the free space wavelength, there is a maximum of the field increase at the end of the emission section. It is also particularly advantageous if the ratio of the diameter perpendicular to the emission direction of the horn to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 1.4 to 1.9, preferably substantially between 1.6 and 1.7, preferably at 1 , 65, since an optimum of the virtual aperture to the actual geometric aperture of the dielectric antenna is achieved here.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Hornantenne ist der dielektrische Einsatz als sich in Abstrahlrichtung ƶffnender, einen Hohlraum zumindest teilweise umgebender Horneinsatz ausgestaltet, der insbesondere eine im wesentlichen runde, ellipsoidale oder rechteckige Umfangskontur aufweist, wobei die Umfangskontur insbesondere an die Innenwandung des - ƤuƟeren - Horns der dielektrischen Hornantenne angepaƟt ist.In another preferred embodiment of the horn antenna, the dielectric insert is designed as a horn insert which opens at least partially in the emission direction and which has in particular a substantially round, ellipsoidal or rectangular peripheral contour, wherein the peripheral contour is in particular applied to the inner wall of the outer horn the dielectric horn antenna is adapted.

Bei derartigen dielektrischen Hornantennen mit einem dielektrischen Horneinsatz hat es sich - anders als bei den dielektrischen Hornantennen mit stabfƶrmigem dielektrischen Einsatz - als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn sich der Abstrahlabschnitt in Abstrahlrichtung bis zur zweiten FeldĆ¼berhƶhung der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung erstreckt, da die zweite FeldĆ¼berhƶhung grĆ¶ĆŸer ist als die erste FeldĆ¼berhƶhung und daher auch eine grĆ¶ĆŸere virtuelle Apertur der Hornantenne an dieser Stelle erzielbar ist. Die zusƤtzliche - unerwĆ¼nschte - LƤnge der Hornantenne ist hier eine akzeptable EinschrƤnkung gegenĆ¼ber dem erheblichen Gewinn an der virtuellen Apertur und der damit insgesamt verbesserten Richtungswirkung der Homantenne.In such dielectric horn antennas with a dielectric horn insert, it has turned out to be particularly advantageous, as in the dielectric horn antennas with rod-shaped dielectric insert, when the emission section extends in the emission direction up to the second field elevation of the guided electromagnetic radiation, since the second field elevation is greater as the first field elevation and therefore also a larger virtual aperture of the horn antenna can be achieved at this point. The additional - unwanted - length of the horn antenna is here an acceptable limitation against the substantial gain in the virtual Aperture and the overall improved directional effect of the Homantenne.

Bei den erfindungsgemƤƟen dielektrischen Hornantennen mit einem dielektrischen Horneinsatz ist es vorteilhaft, wenn das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnitts zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 6 bis 9 liegt, bevorzugt im Bereich von etwa 7 bis 8, besonders bevorzugt im wesentlichen bei etwa 7,5, da bei einer derartigen Dimensionierung das Ende der Hornantenne im Bereich der zweiten FeldĆ¼berhƶhung der mitgefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung liegt. Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung des Horns zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung im Bereich von etwa 1,4 bis 1,9 liegt, vorzugsweise im Bereich zwischen 1,6 und 1,7, im wesentlichen bei 1,65, da bei dieser Dimensionierung - genau wie im Fall der dielektrischen Hornantenne mit stabfƶrmigem dielektrischen Einsatz - ein gutes VerhƤltnis von virtueller Apertur zu geometrischer Apertur der Hornantenne erzielt wird.In the dielectric horn antennas according to the invention with a horn insert, it is advantageous if the ratio of the length of the emission section to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is in the range of about 6 to 9, preferably in the range of about 7 to 8, particularly preferably substantially about 7.5, since with such a dimensioning the end of the horn antenna is in the range of the second field elevation of the entrained electromagnetic radiation. It is furthermore particularly advantageous if the ratio of the diameter perpendicular to the emission direction of the horn to the free space wavelength of the emitted electromagnetic radiation is in the range from about 1.4 to 1.9, preferably in the range between 1.6 and 1.7, essentially at 1 , 65, as in this dimensioning, just as in the case of the dielectric rod-type dielectric horn antenna, a good ratio of virtual aperture to geometric aperture of the horn antenna is achieved.

Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem dielektrischen Speiseabschnitt und dem dielektrischen Abstrahlabschnitt einer dielektrischen Hornantenne ein dielektrischer Ɯbergangsabschnitt vorgesehen, der einen Ɯbergang von dem abstrahlabschnittseitigen Querschnitt des Speiseabschnitts auf den speiseabschnittseitigen Querschnitt des Abstrahlabschnitts realisiert. Durch den Ɯbergangsabschnitt wird erreicht, daƟ beispielsweise ein Speiseabschnitt mit nur sehr geringem Querschnitt auch einen Abstrahlabschnitt mit einem erheblich grĆ¶ĆŸeren Querschnitt speisen kann.In a most preferred embodiment of the invention, a dielectric transition section is provided between the dielectric feed section and the dielectric radiating section of a dielectric horn antenna, which realizes a transition from the radiating section-side cross section of the feed section to the feed section-side cross section of the radiating section. The transition section ensures that, for example, a feed section with only a very small cross section can also feed a radiating section with a considerably larger cross section.

Es ist bekannt, daƟ bei einer dielektrischen Antenne eine DurchmesserƤnderung nur behutsam durchgefĆ¼hrt werden darf, wenn keine zusƤtzlichen Moden der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung hervorgerufen werden sollen. Bei der erfindungsgemƤƟen dielektrischen Hornantenne ist ein elektromagnetischer Monomodus nicht von Bedeutung, ist vielmehr eine Modenkonversion der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Wellen entlang der dielektrischen Hornantenne gewĆ¼nscht, um die resultierenden FeldĆ¼berhƶhungen nutzen zu kƶnnen. Insofern ist es bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auch ohne weiteres mƶglich, daƟ der Ɯbergangsabschnitt in Abstrahlrichtung der Antenne nur in etwa die Dicke einer fĆ¼r die Montage zur VerfĆ¼gung stehenden GehƤusewand aufweist. So kann der Ɯbergangsabschnitt kurz und die dielektrische Hornantenne damit insgesamt kompakt gehalten werden, ohne daƟ wesentliche negative Effekte hinsichtlich der elektromagnetischen Eigenschaften der Hornantenne zu befĆ¼rchten sind. Die insgesamt konusartige AuƟenkontur des Ɯbergangsabschnitts ist darĆ¼ber hinaus vorteilhaft fĆ¼r die Montage der erfindungsgemƤƟen dielektrischen Antenne in einer GehƤusewand, da die Antenne beispielsweise nur noch von auƟen Ć¼ber ein geeignetes Gewinde am Speiseabschnitt der dielektrischen Antenne gekontert werden muƟ.It is known that in a dielectric antenna, a change in diameter may be carried out only gently, if no additional modes of the guided electromagnetic radiation to be caused. In the dielectric horn antenna according to the invention, an electromagnetic monomode is not important, but a mode conversion of the guided electromagnetic waves along the dielectric horn antenna is desired in order to use the resulting field peaks. In this respect, it is in a particularly preferred embodiment of the invention also readily possible that the transition section in the emission of the antenna has only approximately the thickness of a housing wall available for mounting. Thus, the transition section can be kept short and the dielectric horn antenna as a whole compact, without fear of significant negative effects with respect to the electromagnetic properties of the horn antenna. The overall conical outer contour of the transition section is also advantageous for the assembly of the dielectric antenna according to the invention in a housing wall, since the antenna must be countered, for example, only from the outside via a suitable thread on the feed section of the dielectric antenna.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der zuvor beschriebenen erfindungsgemƤƟen dielektrischen Hornantenne sind die dielektrischen Hornantennen einstĆ¼ckig aus dielektrischem Material ausgebildet, was insbesondere der mechanischen StabilitƤt und der LeitfƤhigkeit der Hornantennen fĆ¼r elektromagnetische Wellen zutrƤglich ist.In a preferred embodiment of the above-described dielectric horn antenna according to the invention, the dielectric horn antennas are integrally formed of dielectric material, which in particular the mechanical stability and conductivity of the horn antennas for electromagnetic waves is beneficial.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der dielektrischen Hornantenne sind der Speiseabschnitt, der Abstrahlabschnitt und ggf. der Ɯbergangsabschnitt oder eine Unterkombination von Speiseabschnitt, Abstrahlabschnitt und Ɯbergangsabschnitt durch separate verbindbare Module gebildet, was insbesondere fĆ¼r die Montage der Hornantennen vorteilhaft ist. Auch fĆ¼r den Hersteller derartiger Hornantennen ist der modulartige Aufbau der erfindungsgemƤƟen Hornantenne vorteilhaft, da mit wenigen Modulvarianten fĆ¼r den Speiseabschnitt, den Abstrahlabschnitt und den Ɯbergangsabschnitt eine groƟe Vielzahl an dielektrischen Hornantennen fertigbar ist.In an alternative embodiment of the dielectric horn antenna, the feed section, the emission section and possibly the transition section or a sub-combination of feed section, emission section and transition section are formed by separate connectable modules, which is advantageous in particular for mounting the horn antennas. The modular design of the horn antenna according to the invention is also advantageous for the manufacturer of such horn antennas since a large number of dielectric horn antennas can be manufactured with a few module variants for the feed section, the emission section and the transition section.

Insofern ist die eingangs beschriebene Aufgabe bei einem Modulsystem zur Herstellung einer zuvor beschriebenen dielektrischen Hornantenne mit einem Speiseabschnitt, mit einem Abstrahlabschnitt und mit einem Ɯbergangsabschnitt zwischen dem Speiseabschnitt und dem Abstrahlabschnitt dadurch gelƶst, daƟ das Modulsystem Speiseabschnittmodule unterschiedlichen Querschnitts, Abstrahlmodule unterschiedlichen Querschnitts und verschiedene Ɯbergangsabschnittmodule aufweist und daƟ mit den Ɯbergangsabschnittmodulen ein Ɯbergang zwischen den verschiedenen Querschnitten der Speiseabschnittmodule und den verschiedenen Querschnitten der Abstrahlabschnittmodule herstellbar ist. Mit einem solchen Modulsystem kann durch Bereitstellung weniger verschiedener Komponenten eine groƟe Anzahl verschiedener dielektrischer Hornantennen ohne weiteres hergestellt werden, wobei die Ɯbergangsabschnittmodule insbesondere in gebrƤuchlichen Wanddickenabmessungen vorliegen, da die in Rede stehenden dielektrischen Hornantennen hƤufig in Wandungen von GefƤƟen montiert werden mĆ¼ssen.In this respect, the object described above is achieved in a modular system for producing a previously described dielectric horn antenna with a feed section, with a radiating section and with a transition section between the feed section and the radiating section in that the module system has feed section modules of different cross section, radiating modules of different cross section and different transition section modules and that with the transition section modules, a transition between the different cross sections of the feed section modules and the different cross sections of the Abstrahlabschnittmodule can be produced. With such a modular system, by providing fewer different components, a large number of different horn dielectric antennas can be readily fabricated, with the transition section modules in particular in conventional wall thickness dimensions, since the subject horn dielectric antennas must often be mounted in vessel walls.

Im einzelnen gibt es nun verschiedene Mƶglichkeiten, die erfindungsgemƤƟe dielektrische Hornantenne und das erfindungsgemƤƟe Modulsystem zur Herstellung einer dielektrischen Hornantenne auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten PatentansprĆ¼che und auf die Beschreibung bevorzugter AusfĆ¼hrungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemƤƟe dielektrische Hornantenne mit einem stabfƶrmigen dielektrischen Einsatz,
Fig. 2
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemƤƟe dielektrische Hornantenne mit einem hornartigen Einsatz,
Fig. 3
eine dielektrische Hornantenne ohne dielektrischen Einsatz mit dem erzeugten elektrischen Feld der abgestrahlten elektromagne- tischen Strahlung in der H-Ebene,
Fig. 4
den dielektrischen Hornstrahler gemƤƟ Fig. 3, jedoch mit einem stabfƶrmigen dielektrischen Einsatz und dem erzeugten elektri- schen Feld der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in der H-Ebene,
Fig. 5
eine weitere dielektrische Hornantenne ohne dielektrischen Ein- satz mit dem erzeugten elektrischen Feld der abgestrahlten elekt- romagnetischen Strahlung in der H-Ebene,
Fig. 6
die dielektrische Hornantenne gemƤƟ Fig. 5 mit hornartigem die- lektrischen Einsatz und dem erzeugten elektrischen Feld der ab- gestrahlten elektromagnetischen Strahlung in der H-Ebene und
Fig. 7
ein Richtdiagramm der elektrischen FeldstƤrke der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in der H-Ebene fĆ¼r verschiedene Antennen.
In particular, there are various possibilities for designing and developing the dielectric horn antenna according to the invention and the module system according to the invention for producing a dielectric horn antenna. Reference is made to the claims subordinate to claim 1 and to the description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing show
Fig. 1
a cross section through a dielectric horn antenna according to the invention with a rod-shaped dielectric insert,
Fig. 2
a cross section through a dielectric horn antenna according to the invention with a horn-like insert,
Fig. 3
a dielectric horn antenna without dielectric insert with the generated electric field of the radiated electromagnetic radiation in the H-plane,
Fig. 4
the dielectric horn according to Fig. 3 but with a rod-shaped dielectric insert and the generated electric field of the radiated electromagnetic radiation in the H-plane,
Fig. 5
a further dielectric horn antenna without dielectric insert with the generated electric field of the radiated electromagnetic radiation in the H-plane,
Fig. 6
the dielectric horn antenna according to Fig. 5 with horn-like dielectric application and the generated electric field of the radiated electromagnetic radiation in the H-plane and
Fig. 7
a directional diagram of the electric field strength of the radiated electromagnetic radiation in the H-plane for different antennas.

In den Fig. 1 bis 6 sind Querschnitte dielektrischer Hornantennen 1 dargestellt. Alle Hornantennen 1 weisen einen dielektrischen Speiseabschnitt 2 und einen dielektrischen Abstrahlabschnitt 3 auf. Der Speiseabschnitt 2 der dielektrischen Hornantenne 1 ist in den dargestellten AusfĆ¼hrungsbeispielen Ć¼ber einen Hohlleiter 4 mit elektromagnetischer Strahlung 5 beaufschlagbar. Mit dem Abstrahlabschnitt 3 ist die elektromagnetische Strahlung 5 dann weiterhin fĆ¼hrbar und abstrahlbar, wobei der Abstrahlabschnitt 3 in den dargestellten AusfĆ¼hrungsbeispielen jedenfalls auch als ein sich in Abstrahlrichtung 6 ƶffnendes, einen Hohlraum 7 zumindest teilweise umgebendes Horn 3a ausgestaltet ist. Bei den in den Fig. 1 bis 6 dargestellten AusfĆ¼hrungsbeispielen ist der Hohlraum 7 auch konstruktiv in die Abstrahlrichtung 6 der dielektrischen Antennen 1 geƶffnet, was jedoch nicht zwingend notwendig ist, solange der Hohlraum 7 in Abstrahlrichtung 6 funktional elektromagnetisch geƶffnet ist.In the Fig. 1 to 6 are cross sections of dielectric horn antennas 1 shown. All horn antennas 1 have a dielectric feed section 2 and a dielectric emission section 3. The feed section 2 of the dielectric horn antenna 1 is acted upon by a waveguide 4 with electromagnetic radiation 5 in the illustrated embodiments. With the radiating section 3, the electromagnetic radiation 5 can then continue to be guided and radiated, wherein the radiating section 3 in the illustrated exemplary embodiments is in any case designed as a horn 3a which opens at least partially in the emission direction 6 and surrounds a cavity 7. In the in the Fig. 1 to 6 illustrated embodiments, the cavity 7 is also open structurally in the emission direction 6 of the dielectric antenna 1, but this is not absolutely necessary as long as the cavity 7 is opened in the emission direction 6 functionally electromagnetic.

Die in den Fig. 1, 2, 4 und 6 dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 zeichnen sich dadurch aus, daƟ in dem Horn 3a ein dielektrischer Einsatz 3b angeordnet ist. Ɯber den Einsatz 3b ist wenigstens ein Teil der Ć¼ber den Speiseabschnitt 2 beaufschlagbaren elektromagnetischen Strahlung 5 fĆ¼hrbar und abstrahlbar, wobei sich der Einsatz 3b in Abstrahlrichtung 6 der dielektrischen Hornantenne 1 im wesentlichen Ć¼ber den Hohlraum 7 erstreckt. Wie in den Figuren zu erkennen ist, ist der dielektrische Einsatz 3b jeweils am speiseabschnittseitigen Ende des Abstrahlabschnitts 3 mit dem Horn 3a verbunden und Ć¼ber die Erstreckung des Horns 3 a von der Innenwand des Horns 3a beabstandet. Der dielektrische Einsatz 3b ist damit funktional ein Teil des Abstrahlabschnitts 3.The in the Fig. 1 . 2 . 4 and 6 shown dielectric horn antennas 1 are characterized in that in the horn 3a, a dielectric insert 3b is arranged. At least part of the electromagnetic radiation 5 that can be acted upon via the feed section 2 can be guided and emitted via the insert 3b, with the insert 3b extending essentially over the cavity 7 in the emission direction 6 of the dielectric horn antenna 1. As can be seen in the figures, the dielectric insert 3b is connected in each case at the feed section end of the Abstrahlabschnitts 3 with the horn 3a and spaced over the extension of the horn 3a from the inner wall of the horn 3a. The dielectric insert 3b is thus functionally part of the radiating section 3.

Wenn davon die Rede ist, daƟ sich der Einsatz 3b in Abstrahlrichtung 6 der Hornantenne im wesentlichen Ć¼ber den Hohlraum 7 erstreckt, dann ist damit gemeint, daƟ der dielektrische Einsatz 3b sich wenigstens Ć¼ber den grĆ¶ĆŸten Teil der axialen Erstreckung des Horns 3a erstreckt, was notwendig ist, da der dielektrische Einsatz 3b ursƤchlich fĆ¼r eine FĆ¼hrung und Formung der elektromagnetischen Strahlung 5 ist, die dazu fĆ¼hrt, daƟ die abgestrahlten Freiraumwellen in Hauptabstrahlrichtung 6 weitestgehend ebene Phasenfronten aufweisen. Dies ist notwendig, um die gewĆ¼nschte schmale Richtcharakteristik zu erzielen.When it is said that the insert 3b extends in the emission direction 6 of the horn antenna substantially over the cavity 7, it is meant that the dielectric insert 3b extends over at least the major part of the axial extent of the horn 3a, which is necessary is because of the Dielectric insert 3b is the cause of a guidance and shaping of the electromagnetic radiation 5, which leads to the fact that the radiated free space waves in the main emission direction 6 have largely flat phase fronts. This is necessary to achieve the desired narrow directional characteristics.

In den Fig. 1 bis 6 ist zu erkennen, daƟ die QuerschnittsflƤche des Horns 3a in Abstrahlrichtung 6 der Hornantenne 1 abnimmt, wobei die AuƟenkontur des Horns 3 a in Abstrahlrichtung 6 der Hornantenne 1 konstant ist und das Horn 3a senkrecht zur Abstrahlrichtung einen kreisfƶrmigen bzw. kreisringfƶrmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird bewirkt, daƟ in Abstrahlrichtung 6 der Hornantenne 1 gesehen ein zunehmender Teil der ursprĆ¼nglich Ć¼ber das Horn 3a gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung 5 in den AuƟenraum der Hornantenne 1 Ć¼bergeht und die Kopplung der gefĆ¼hrten und abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 an die Hornantenne 1 zunehmend abnimmt.In the Fig. 1 to 6 It can be seen that the cross-sectional area of the horn 3a decreases in the emission direction 6 of the horn antenna 1, wherein the outer contour of the horn 3 a in the emission direction 6 of the horn antenna 1 is constant and the horn 3a perpendicular to the emission has a circular or annular cross-section. This causes that seen in the emission direction 6 of the horn antenna 1, an increasing part of the originally guided over the horn 3a electromagnetic radiation 5 passes into the outer space of the horn antenna 1 and the coupling of the guided and radiated electromagnetic radiation 5 to the horn antenna 1 increasingly decreases.

Die in den Fig. 1, 2, 4 und 6 dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 erreichen eine gegenĆ¼ber der rein geometrischen Apertur erheblich grĆ¶ĆŸere wirksame virtuelle Apertur, indem sich der Abstrahlabschnitt 3 in Abstrahlrichtung 6 im wesentlichen bis zu einem Ort einer FeldĆ¼berhƶhung 8 der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung 5 erstreckt, was in den Fig. 4 bis 6 erkennbar ist. Die Amplitude des AuƟenfeldes der dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 schwankt in Abstrahlrichtung 6 der Hornantennen 1, was u.a. durch eine Modenkonversion der im Abstrahlabschnitt 3 gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung 5 begrĆ¼ndet ist; dies ist besonders gut in den Fig. 4 und 6 zu erkennen. Indem der Abstrahlabschnitt 3 der Hornantennen 1 an einem Ort der FeldĆ¼berhƶhung 8 endet, wird eine gegenĆ¼ber der geometrischen Apertur erheblich grĆ¶ĆŸere virtuelle Apertur der dielektrischen Hornantenne 1 erzielt, wodurch die Richtwirkung der dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 erheblich besser ist als bei bekannten dielektrischen Hornantennen 1 ohne dielektrischen Einsatz 3b, die in den Fig. 3 und 5 dargestellt sind.The in the Fig. 1 . 2 . 4 and 6 shown dielectric horn antennas 1 reach a relation to the purely geometric aperture significantly larger effective virtual aperture by the radiating portion 3 extends in the emission direction 6 substantially up to a place of field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5, which in the 4 to 6 is recognizable. The amplitude of the outer field of the illustrated dielectric horn antennas 1 varies in the emission direction 6 of the horn antennas 1, which is due inter alia by a mode conversion of guided in the emission section 3 electromagnetic radiation 5; This is especially good in the Fig. 4 and 6 to recognize. By terminating the radiating portion 3 of the horn antennas 1 at a field elevation 8, the virtual aperture of the horn dielectric 1 is significantly larger than the geometrical aperture, whereby the directivity of the illustrated horn dielectric antennas 1 is significantly better than known dielectric horn antennas 1 without dielectric Insert 3b, which in the Fig. 3 and 5 are shown.

In den Fig. 3 bis 6 sind die dielektrischen Hornantennen 1 jeweils nur schematisch durch eine UmriƟlinie angedeutet. Bei den dargestellten elektromagnetischen Feldern 5 handelt es sich genau genommen um die elektrische Feldkomponente, die Ć¼ber einem gewissen Amplitudenwert der elektrischen FeldstƤrke liegt. Die dargestellte Komponente der elektromagnetischen Strahlung 5 lƤƟt anschaulich erkennen, welche vorteilhafte Wirkung die Verwendung eines dielektrischen Einsatzes 3b jeweils in dem Horn 3a auf die Entwicklung der virtuellen Apertur und auf eine ebene Phasenlage der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen hat.In the Fig. 3 to 6 the dielectric horn antennas 1 are each only indicated schematically by an outline. The illustrated electromagnetic fields 5 are, strictly speaking, the electric field component that exceeds a certain amplitude value of the electric field strength lies. The illustrated component of the electromagnetic radiation 5 can be clearly seen, which has advantageous effect the use of a dielectric insert 3b each in the horn 3a on the development of the virtual aperture and on a planar phase of the radiated electromagnetic waves.

Fig. 3 zeigt schematisch eine kurzbauende dielektrische Hornantenne 1, deren abgestrahltes Feld eine Ć¼bliche Richtcharakteristik fĆ¼r dielektrische Hornantennen 1 aufweist; die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen erzielen keine besonders gute ebene Phasenlage. Fig. 3 schematically shows a short-length dielectric horn antenna 1 whose radiated field has a common directional characteristic for dielectric horn antennas 1; The radiated electromagnetic waves do not achieve a particularly good even phase position.

Fig. 4 zeigt die dielektrische Hornantenne 1 aus Fig. 3, die jedoch zusƤtzlich mit einem dielektrischen Einsatz 3b ausgestattet ist, wobei der dielektrische Einsatz 3b hier stabfƶrmig ausgestaltet ist und einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist. Der aus dem Horn 3a und dem dielektrischen Einsatz 3b bestehende Abstrahlabschnitt 3 erstreckt sich in Abstrahlrichtung 6 bis zur ersten FeldĆ¼berhƶhung 8 der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung 5. Es hat sich gezeigt, daƟ bei der Verwendung stabfƶrmiger dielektrischer EinsƤtze 3b bereits die erste FeldĆ¼berhƶhung 8 ein Maximum erreicht und mit nachfolgenden FeldĆ¼berhƶhungen praktisch keine grĆ¶ĆŸeren virtuellen Aperturen erzielbar sind, weshalb sich mit dielektrischen Hornantennen 1 des in Fig. 4 dargestellten Typs besonders kurze dielektrische Hornantennen 1 mit erheblich besserer Richtwirkung als bei dielektrischen Hornantennen 1 ohne dielektrischen Einsatz erzielen lassen. Fig. 4 shows the dielectric horn antenna 1 from Fig. 3 , which is, however, additionally equipped with a dielectric insert 3b, wherein the dielectric insert 3b is designed here rod-shaped and has a substantially circular cross-section. The radiating section 3 consisting of the horn 3a and the dielectric insert 3b extends in the emission direction 6 up to the first field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5. It has been shown that when using rod-shaped dielectric inserts 3b the first field elevation 8 already reaches a maximum and with subsequent field peaks virtually no larger virtual apertures can be achieved, which is why with dielectric horn antennas 1 of in Fig. 4 shown type particularly short dielectric horn antennas 1 can be achieved with significantly better directivity than in dielectric horn antennas 1 without dielectric use.

Bei der in Fig. 4 dargestellten dielektrischen Hornantenne 1 betrƤgt das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnitts 3 zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 im wesentlichen 2 und das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung 6 des Horns 3a zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung betrƤgt im wesentlichen 1,65. Bei den so gewƤhlten Abmessungen ist gewƤhrleistet, daƟ der Abstrahlabschnitt 3 in etwa bei der ersten FeldĆ¼berhƶhung 8 der gefĆ¼hrten und dann abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 endet.At the in Fig. 4 1, the ratio of the length of the radiating portion 3 to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is substantially 2, and the ratio of the diameter perpendicular to the radiating direction 6 of the horn 3a to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation is substantially 1.65. With the dimensions selected in this way, it is ensured that the emission section 3 ends approximately at the first field elevation 8 of the guided and then radiated electromagnetic radiation 5.

In Fig. 5 ist eine gegenĆ¼ber der in Fig. 3 dargestellten dielektrischen Antenne 1 deutlich lƤngerbauende dielektrische Antenne 1 dargestellt. Die elektromagnetische Strahlung 5 wird - wie in Fig. 5 zu erkennen ist, ohne einen dielektrischen Einsatz in einer vergleichsweise weit geƶffneten Hauptkeule abgestrahlt. In Fig. 6 ist eine dielektrische Hornantenne 1 gemƤƟ Fig. 5 dargestellt, wobei jedoch ein als Horneinsatz ausgestalteter dielektrischer Einsatz 3b zusƤtzlich verwendet wird, wobei der Horneinsatz einen Hohlraum 9 zumindest teilweise umgibt und wobei sich der Hohlraum 9 in Abstrahlrichtung 6 ƶffnet. Genau wie das Horn 3a auch, weist der dielektrische Einsatz 3b eine runde Umfangskontur auf, die demnach der Innenwandung des Horns 3a angepaƟt ist. Insgesamt ist der Abstrahlabschnitt 3 in Abstrahlrichtung 6 bis zur zweiten FeldĆ¼berhƶhung 8 der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung 5 erstreckt, weil die zweite FeldĆ¼berhƶhung 8 erheblich grĆ¶ĆŸer ausfƤllt als die erste FeldĆ¼berhƶhung der elektromagnetischen Strahlung 5. Bei der in Fig. 6 dargestellten dielektrischen Hornantenne 1 mit einem als Horneinsatz ausgestalteten dielektrischen Einsatz 3b ist es also vorteilhaft, einen lƤngeren Abstrahlabschnitt 3 in Kauf zu nehmen, wobei jedoch im Gegenzug eine weitaus bessere Richtwirkung erzielt wird als bei herkƶmmlichen dielektrischen Hornantennen 1.In Fig. 5 is one opposite the in Fig. 3 illustrated dielectric antenna 1 significantly longer-building dielectric antenna 1 shown. The electromagnetic Radiation 5 will - as in Fig. 5 can be seen, radiated without a dielectric insert in a comparatively wide main lobe. In Fig. 6 is a dielectric horn antenna 1 according to Fig. 5 however, a dielectric insert 3b designed as a horn insert is additionally used, wherein the horn insert at least partially surrounds a cavity 9 and wherein the cavity 9 opens in the emission direction 6. Just like the horn 3a, the dielectric insert 3b has a round peripheral contour, which is therefore adapted to the inner wall of the horn 3a. Overall, the emission section 3 extends in the emission direction 6 up to the second field elevation 8 of the guided electromagnetic radiation 5, because the second field elevation 8 is considerably greater than the first field elevation of the electromagnetic radiation 5 Fig. 6 It is therefore advantageous to take a longer radiation section 3 into account, although in return a far better directivity is achieved than in the case of conventional dielectric horn antennas 1.

Bei der in Fig. 6 dargestellten dielektrischen Hornantenne 1 betrƤgt das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnitts 3 zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 im wesentlichen etwa 7,5 und das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung 6 des Horns 3a zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 liegt bei etwa 1,65. Damit ist gewƤhrleistet, daƟ der Abstrahlabschnitt 3 im wesentlichen am Ort der zweiten FeldĆ¼berhƶhung 8 der gefĆ¼hrten und abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 5 liegt.At the in Fig. 6 1, the ratio of the length of the radiating portion 3 to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is substantially about 7.5 and the ratio of the diameter perpendicular to the radiating direction 6 of the horn 3a to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation 5 is about 1, 65th This ensures that the radiating section 3 lies substantially at the location of the second field elevation 8 of the guided and radiated electromagnetic radiation 5.

Alle in den Fig. 1 bis 6 dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 weisen zwischen dem dielektrischen Speiseabschnitt 2 und dem dielektrischen Abstrahlabschnitt 3 einen dielektrischen Ɯbergangsabschnitt 10 auf, der einen Ɯbergang von dem abstrahlabschnittseitigen Querschnitt des Speiseabschnitts 2 auf den speiseabschnittseitigen Querschnitt des Abstrahlabschnitts 3 realisiert. Dieser dielektrische Ɯbergangsabschnitt 10 gestattet es, die Ć¼ber einen Speiseabschnitt 2 geringen Querschnitts eingespeiste elektromagnetische Strahlung 5 auf einen dielektrischen Abstrahlabschnitt 3 mit einem auch deutlich grĆ¶ĆŸeren Querschnitt zu Ć¼bertragen.All in the Fig. 1 to 6 The illustrated dielectric horn antennas 1 have, between the dielectric feed section 2 and the dielectric emission section 3, a dielectric transition section 10 which realizes a transition from the emission section-side cross section of the feed section 2 to the feed section-side cross section of the emission section 3. This dielectric transition section 10 allows that over a Supply section 2 small cross-section fed electromagnetic radiation 5 to a dielectric Abstrahlabschnitt 3 with a much larger cross-section.

In den dargestellten Ausgestaltungen weist der Ɯbergangsabschnitt 10 ganz bewuƟt nur in etwa die Dicke der fĆ¼r die Montage zur VerfĆ¼gung stehenden GehƤusewand 11 auf. Bei Ć¼blichen Abmessungen von GehƤusewƤnden 11 wird dadurch ein erheblicher Ɩffnungswinkel des Ɯbergangsabschnitts 10 bewirkt. Dieser groƟe Ɩffnungswinkel des konischen Ɯbergangsabschnitts 10 bewirkt, daƟ zusƤtzliche Moden elektromagnetischer Strahlung 5 erzeugt werden, die sich Ć¼ber den Abstrahlabschnitt 3 weiter fortpflanzen. Dies ist jedoch bei den dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 sogar erwĆ¼nscht, da vor allem durch die so angeregte Modenkonversion erst die gewĆ¼nschten FeldĆ¼berhƶhungen 8 hervorgerufen werden, die durch den dielektrischen Einsatz 3b noch verstƤrkt und im Sinne eines ebenen Phasenverlaufs geformt werden kƶnnen.In the illustrated embodiments, the transition section 10 quite deliberately only approximately the thickness of the housing wall 11 available for mounting. With conventional dimensions of housing walls 11, this results in a considerable opening angle of the transitional section 10. This large opening angle of the conical transition section 10 causes additional modes of electromagnetic radiation 5 are generated, which propagate through the radiating section 3 on. However, this is even desirable in the case of the illustrated dielectric horn antennas 1, since the desired field enhancements 8 are primarily caused by the excited mode conversion, which can be enhanced by the dielectric insert 3b and shaped in the form of a planar phase curve.

Die so ausgestalteten dielektrischen Hornantennen 1 sind sehr einfach montierbar, da sie mit der GehƤusewand 11 selbst einen dichten AbschluƟ bilden. In den Fig. 1 und 2 ist angedeutet, daƟ die dielektrischen Hornantennen 1 Ć¼ber ein Gewinde verfĆ¼gen, mit dessen Hilfe sie durch den Hohlleiter 4 gegen die GehƤusewand 11 gepreƟt werden kƶnnen.The thus configured dielectric horn antennas 1 are very easy to install, since they form with the housing wall 11 itself a tight seal. In the Fig. 1 and 2 is indicated that the dielectric horn antennas 1 have a thread with which they can be pressed by the waveguide 4 against the housing wall 11.

Die dargestellten dielektrischen Hornantennen 1 sind sƤmtlich einstĆ¼ckig aus dielektrischem Material gefertigt, vorliegend nƤmlich aus Polytetrafluorethylen (PTFE), das beispielsweise unter dem Namen Teflon bekannt ist. Wenn die GehƤusewand 11 wie in den hier dargestellten AusfĆ¼hrungsbeispielen ihrerseits aus einem Metall besteht, dann bildet die GehƤusewand 11 zusammen mit dem Hohlleiter 4 eine metallische Hornantenne, die als Anregungsstruktur fĆ¼r den dielektrischen Abstrahlabschnitt 3 dient.The illustrated dielectric horn antennas 1 are all made in one piece from dielectric material, in the present case made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is known, for example, under the name Teflon. If the housing wall 11, as in the embodiments shown here, in turn consists of a metal, then the housing wall 11 together with the waveguide 4 forms a metallic horn antenna, which serves as an excitation structure for the dielectric emission section 3.

In Fig. 7 ist ein Richtdiagramm der elektrischen FeldstƤrke der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung dargestellt fĆ¼r die in den Fig. 3, 4 und 6 dargestellten AusfĆ¼hrungsbeispiele dielektrische Hornantennen 1, wobei die elektrische FeldstƤrke fĆ¼r jedes AusfĆ¼hrungsbeispiel auf den dort vorkommenden Maximalwert normiert ist, so daƟ die in Fig. 7 dargestellten Richtdiagramme gleiche Anfangs- und Endpunkte haben. In dieser Darstellung ist jedoch qualitativ gut zu erkennen, daƟ die Hornantenne ohne dielektrischen Einsatz (glatt durchgezogene Linie) eine schlechte Richtcharakteristik aufweist. Eine dielektrische Hornantenne mit einem stabfƶrmigen dielektrischen Einsatz (mit Punkten versehene Linie) hat dagegen eine deutlich bessere Richtcharakteristik mit jedoch recht ausgeprƤgten Nebenkeulen. Eine dielektrische Hornantenne mit einem Horneinsatz als dielektrischem Einsatz (mit Dreiecken versehene Linie) hat die deutlich beste Richtcharakteristik mit kaum ausgebildeten Nebenkeulen und dem schmalsten Ɩffnungswinkel der Hauptkeule in Hauptabstrahlrichtung.In Fig. 7 is a directional diagram of the electric field strength of the radiated electromagnetic radiation shown for in the Fig. 3 . 4 and 6 illustrated dielectric horn antennas 1, wherein the electric field strength for each embodiment is normalized to the occurring there maximum value, so that the in Fig. 7 illustrated directional diagrams have the same start and end points. In this representation, however, it can be seen qualitatively well that the horn antenna without a dielectric insert (smooth solid line) has a poor directional characteristic. A dielectric horn antenna with a rod-shaped dielectric insert (dotted line), on the other hand, has a significantly better directional characteristic, but with rather pronounced side lobes. A dielectric horn antenna with a horn insert as a dielectric insert (triangular line) has the clear best directional characteristic with hardly formed side lobes and the narrowest opening angle of the main lobe in the main emission direction.

Claims (15)

Dielektrische Hornantenne mit einem dielektrischen Speiseabschnitt (2) und mit einem dielektrischen Abstrahlabschnitt (3), wobei der Speiseabschnitt (2) mit elektromagnetischer Strahlung (5) beaufschlagbar ist, mit dem Abstrahlabschnitt (3) elektromagnetische Strahlung (5) fĆ¼hrbar und abstrahlbar ist und der Abstrahlabschnitt (3) als sich in Abstrahlrichtung (6) ƶffnendes, einen Hohlraum (7) zumindest teilweise umgebendes Horn (3a) ausgestaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daƟ in dem Horn (3 a) ein dielektrischer Einsatz (3b) angeordnet ist, Ć¼ber den Einsatz (3b) wenigstens ein Teil der Ć¼ber den Speiseabschnitt beaufschlagbaren elektromagnetischen Strahlung (5) fĆ¼hrbar und abstrahlbar ist und sich der Einsatz (3b) in Abstrahlrichtung (6) der Antenne im wesentlichen Ć¼ber den Hohlraum (7) erstreckt.Dielectric horn antenna having a dielectric feed section (2) and with a dielectric emission section (3), wherein the feed section (2) can be acted upon by electromagnetic radiation (5), with the emission section (3) electromagnetic radiation (5) can be guided and emitted and the Abstrahlabschnitt (3) as in the emission direction (6) opening, a cavity (7) at least partially surrounding horn (3a) is configured,
characterized,
that a dielectric insert (3b) is arranged in the horn (3 a) on the insert (3b) at least a portion of the acted upon via the feed section of the electromagnetic radiation (5) can be guided and be radiated and the insert (3b) in the radiation ( 6) of the antenna extends substantially over the cavity (7). Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daƟ die QuerschnittsflƤche des Horns (3 a) in Abstrahlrichtung (6) der Hornantenne abnimmt, insbesondere wobei die AuƟenkontur des Horns (3a) in Abstrahlrichtung (6) der Hornantenne konstant ist, insbesondere wobei das Horn (3a) senkrecht zur Abstrahlrichtung einen kreisfƶrmigen, ellipsoidalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.Dielectric horn antenna according to Claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the horn (3 a) decreases in the emission direction (6) of the horn antenna, in particular wherein the outer contour of the horn (3a) in the emission direction (6) of the horn antenna is constant, in particular where the horn (3a) has a circular, ellipsoidal or rectangular cross-section perpendicular to the emission direction. Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daƟ die QuerschnittsflƤche des Einsatzes (3b) in Abstrahlrichtung (6) der Hornantenne im wesentlichen konstant ist oder abnimmt.Dielectric horn antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional area of the insert (3b) in the emission direction (6) of the horn antenna is substantially constant or decreases. Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daƟ der Abstrahlabschnitt (3) sich in Abstrahlrichtung (6) im wesentlichen bis zu einem Ort einer FeldĆ¼berhƶhung (8) der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung erstreckt.Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the emission section (3) extends in the emission direction (6) substantially up to a location of a field elevation (8) of the guided electromagnetic radiation. Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daƟ der dielektrische Einsatz (3b) stabfƶrmig ist, insbesondere einen im wesentlichen runden, ellipsoidalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the dielectric insert (3b) is rod-shaped, in particular has a substantially round, ellipsoidal or rectangular cross-section. Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daƟ sich der Abstrahlabschnitt (3) in Abstrahlrichtung (6) bis zur ersten FeldĆ¼berhƶhung (8) der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung (5) erstreckt.Dielectric horn antenna according to Claim 5, characterized in that the emission section (3) extends in the emission direction (6) as far as the first field elevation (8) of the guided electromagnetic radiation (5). Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daƟ das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnittes (3) zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (5) im Bereich von etwa 1,5 bis 2,5 liegt, vorzugsweise im wesentlichen bei 2 und/oder daƟ das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung (6) des Horns (3a) zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (5) im Bereich von etwa 1,4 bis 1,9 liegt, vorzugsweise im wesentlichen bei 1,65.Dielectric horn antenna according to claim 5 or 6, characterized in that the ratio of the length of the radiating section (3) to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation (5) is in the range of about 1.5 to 2.5, preferably substantially 2 and or that the ratio of the diameter perpendicular to the emission direction (6) of the horn (3a) to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation (5) is in the range of about 1.4 to 1.9, preferably substantially 1.65. Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daƟ der dielektrische Einsatz als sich in Abstrahlrichtung (6) ƶffnender, einen Hohlraum (9) zumindest teilweise umgebender Horneinsatz ausgestaltet ist, insbesondere eine im wesentlichen runden, ellipsoidalen oder rechteckigen Umfangskontur aufweist.Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the dielectric insert is designed as a horn insert which opens at least partially in the emission direction (6) and which at least partially surrounds a cavity (9), in particular has a substantially round, ellipsoidal or rectangular peripheral contour. Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daƟ sich der Abstrahlabschnitt (3) in Abstrahlrichtung (6) bis zur zweiten FeldĆ¼berhƶhung (8) der gefĆ¼hrten elektromagnetischen Strahlung (5) erstreckt.Dielectric horn antenna according to Claim 8, characterized in that the emission section (3) extends in the emission direction (6) as far as the second field elevation (8) of the guided electromagnetic radiation (5). Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daƟ das VerhƤltnis von der LƤnge des Abstrahlabschnittes (3) zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (5) im Bereich von etwa 6 bis 9 liegt, bevorzugt im Bereich von etwas 7 bis 8, vorzugsweise im wesentlichen bei etwa 7,5 und/oder daƟ das VerhƤltnis des Durchmessers senkrecht zur Abstrahlrichtung (6) des Horns (3a) zur FreiraumwellenlƤnge der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung (5) im Bereich von etwa 1,4 bis 1,9 liegt, vorzugsweise im wesentlichen bei 1,65.Dielectric horn antenna according to Claim 8 or 9, characterized in that the ratio of the length of the emission section (3) to the free space wavelength of the emitted electromagnetic radiation (5) is in the range of approximately 6 to 9, preferably in the range of approximately 7 to 8, preferably substantially at about 7.5 and / or that the ratio of the diameter perpendicular to the radiation direction (6) of the horn (3a) to the free space wavelength of the radiated electromagnetic radiation (5) is in the range of about 1.4 to 1.9, preferably in substantial at 1.65. Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daƟ zwischen dem dielektrischen Speiseabschnitt (2) und dem dielektrischen Abstrahlabschnitt (3) ein dielektrischer Ɯbergangsabschnitt (10) vorgesehen ist, der einen Ɯbergang von dem abstrahlabschnittseitigen Querschnitt des Speiseabschnitts (2) auf den speiseabschnittseitigen Querschnitt des Abstrahlabschnitts (3) realisiert.Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a dielectric transition section (10) is provided between the dielectric feed section (2) and the dielectric radiating section (3) and forms a transition from the radiating section-side cross section of the feed section (2) the feed section-side cross section of the radiating section (3) realized. Dielektrische Hornantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daƟ der Ɯbergangsabschnitt (10) in Abstrahlrichtung (6) der Hornantenne in etwa die Dicke einer fĆ¼r die Montage zur VerfĆ¼gung stehenden GehƤusewand (11) aufweist.Dielectric horn antenna according to Claim 11, characterized in that the transition section (10) in the emission direction (6) of the horn antenna has approximately the thickness of a housing wall (11) available for mounting. Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daƟ die Antenne einstĆ¼ckig aus dielektrischem Material gefertigt ist, insbesondere aus stark dielektrischem Material mit hoher DielektrizitƤtskonstanten, insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE).Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the antenna is manufactured in one piece from dielectric material, in particular from high-dielectric material with high dielectric constant, in particular from polytetrafluoroethylene (PTFE). Dielektrische Hornantenne nach einem der AnsprĆ¼che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daƟ der Speiseabschnitt (2), der Abstrahlabschnitt (3) und der Ɯbergangsabschnitt (10) oder eine Unterkombination von Speiseabschnitt (2), Abstrahlabschnitt (3) und Ɯbergangsabschnitt (10) durch separate verbindbare Module gebildet sind.Dielectric horn antenna according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the feed section (2), the emission section (3) and the transition section (10) or a subcombination of the feed section (2), emission section (3) and transition section (10) separate connectable modules are formed. Modulsystem zur Herstellung einer dielektrischen Hornantenne nach Anspruch 14, mit einem Speiseabschnitt, mit einem Abstrahlabschnitt und mit einem Ɯbergangsabschnitt zwischen dem Speiseabschnitt und dem Abstrahlabschnitt, mit Speiseabschnittmodulen unterschiedlichen Querschnitts, mit Abstrahlmodulen unterschiedlichen Querschnitts und mit verschiedenen Ɯbergangsabschnittmodulen, mit denen ein Ɯbergang zwischen den verschiedenen Querschnitten der Speiseabschnittmodule und den verschiedenen Querschnitten der Abstrahlabschnittmodule herstellbar ist, wobei die Ɯbergangsabschnittmodule insbesondere in gebrƤuchlichen Wanddickenabmessungen umfaƟt sind.Modular system for producing a horn dielectric antenna according to claim 14, comprising a feed section, with a radiating section and with a transition section between the feed section and the radiating section, with feed section modules of different cross-section, with radiating modules of different cross-section and with different transition section modules, with which a transition between the different cross sections the feed section modules and the various cross sections of the radiation section modules can be produced, wherein the transition section modules are in particular included in common wall thickness dimensions.
EP20090003955 2008-03-20 2009-03-19 Dielectric horn antenna Not-in-force EP2105991B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008015409.1A DE102008015409B4 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Dielectric horn antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2105991A1 true EP2105991A1 (en) 2009-09-30
EP2105991B1 EP2105991B1 (en) 2014-11-05

Family

ID=40672238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20090003955 Not-in-force EP2105991B1 (en) 2008-03-20 2009-03-19 Dielectric horn antenna

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2105991B1 (en)
DE (1) DE102008015409B4 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010003614U1 (en) 2010-02-23 2010-07-29 Technische UniversitƤt Ilmenau Waveguide horn antenna for high frequency electromagnetic sensor and signal transmission applications
EP2262059A3 (en) * 2009-05-25 2011-03-30 KROHNE Messtechnik GmbH Dielectric antenna
WO2015151967A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 ę±äŗ¬č؈å™Øę Ŗ式会ē¤¾ Horn antenna
DE102016105647A1 (en) 2016-03-28 2017-09-28 Krohne Messtechnik Gmbh Guide element for an antenna and method for producing such a guide element
WO2019110103A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Vega Grieshaber Kg Limit level sensor and method for operating same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010014457A1 (en) 2010-04-09 2011-10-13 Gottfried Wilhelm Leibniz UniversitƤt Hannover Method for determining characteristic of medium in container by radar, involves determining maximum intensity of portion of measuring signal that is reflected back in spatial area, which comprises central incidence on medium

Citations (3)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR77903E (en) * 1960-06-13 1962-05-11 Aerial with sectoral radiation pattern
JPS53146557A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Correcting beam conical horn
US20050140560A1 (en) * 2003-12-26 2005-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Feedhorn, radio wave receiving converter and antenna

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0527569A1 (en) * 1991-07-29 1993-02-17 Gec-Marconi Limited Microwave antenna
US20020101387A1 (en) * 2001-01-30 2002-08-01 Brandau Ronald J. Dielectric loaded feed horn
DE10159394A1 (en) * 2001-12-04 2003-06-12 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg level meter
DE102005022493A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for detecting and monitoring the level of a medium in a container

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR77903E (en) * 1960-06-13 1962-05-11 Aerial with sectoral radiation pattern
JPS53146557A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Correcting beam conical horn
US20050140560A1 (en) * 2003-12-26 2005-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Feedhorn, radio wave receiving converter and antenna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Title
ARMBRECHT G ET AL: "Compact directional UWB antenna with dielectric insert for radar distance measurements", ULTRA-WIDEBAND, 2008. ICUWB 2008. IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 10 September 2008 (2008-09-10), pages 229 - 232, XP031350128, ISBN: 978-1-4244-2216-6 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, ā€  Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2262059A3 (en) * 2009-05-25 2011-03-30 KROHNE Messtechnik GmbH Dielectric antenna
US8354970B2 (en) 2009-05-25 2013-01-15 Krohne Messtechnik Gmbh Dielectric antenna
DE202010003614U1 (en) 2010-02-23 2010-07-29 Technische UniversitƤt Ilmenau Waveguide horn antenna for high frequency electromagnetic sensor and signal transmission applications
WO2015151967A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 ę±äŗ¬č؈å™Øę Ŗ式会ē¤¾ Horn antenna
JP2015201825A (en) * 2014-03-31 2015-11-12 ę±äŗ¬č؈å™Øę Ŗ式会ē¤¾ Horn antenna
US10122066B2 (en) 2014-03-31 2018-11-06 Tokyo Keiki Inc. Horn antenna
DE102016105647A1 (en) 2016-03-28 2017-09-28 Krohne Messtechnik Gmbh Guide element for an antenna and method for producing such a guide element
EP3226346A1 (en) 2016-03-28 2017-10-04 Krohne Messtechnik GmbH Guide element for an antenna and method for the production of such a guide element
US10700438B2 (en) 2016-03-28 2020-06-30 Krohne Messtechnik Gmbh Guide element for an antenna and method for producing such guide element
DE102016105647B4 (en) 2016-03-28 2021-08-12 Krohne Messtechnik Gmbh Guide element for an antenna and method for producing such a guide element
WO2019110103A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Vega Grieshaber Kg Limit level sensor and method for operating same

Also Published As

Publication number Publication date
EP2105991B1 (en) 2014-11-05
DE102008015409B4 (en) 2015-07-30
DE102008015409A1 (en) 2009-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2592694B1 (en) Dielectric antenna
EP2830156B1 (en) Waveguide radiator, group antenna radiator and synthetic aperture radar radiator
EP2105991B1 (en) Dielectric horn antenna
EP2112482B1 (en) Dielectric Antenna
DE602004000083T2 (en) Food for reflector antenna
DE69324744T2 (en) Printed circuit antenna
WO2009100891A1 (en) Dielectric antenna
EP2081254B1 (en) Antenna coupler
DE102006057144B4 (en) Waveguide radiators
DE2746376C2 (en) Coupling device between a coaxial line and a waveguide
EP2161552B1 (en) Waveguide and horn antenna
DE2417577C2 (en) High-frequency heating device for heating a dielectric material of elongated shape and small cross-section
EP0933833A1 (en) Waveguide radiator
EP3577718A1 (en) Rod antenna having anti-whistle coil
EP2438645B1 (en) Forward coupler comprising strip conductors
EP3813188A1 (en) Waveguide arrangement and antenna
DE2054169A1 (en) Radiators with different types of polarization for phase-controlled antennas
DE2005019C3 (en) Electromagnetic wave isolator
DE1156455B (en) Drum arrangement for low-damping transmission of linearly polarized plane electromagnetic waves of very high frequency
AT501350B1 (en) BROADBAND CIRCULAR ANTENNA
DE102014214831A1 (en) Waveguide assembly
DE29511273U1 (en) Polarization switch for illuminating an antenna
DE1011945B (en) Arrangement of funnel-like waveguides

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090708

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090917

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20140526

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: POHL, NILS

Inventor name: SCHIEK, BURKARD, PROF.

Inventor name: ARMBRECHT, GUNNAR

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 695027

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20141115

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502009010171

Country of ref document: DE

Effective date: 20141218

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: VDEP

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150305

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150205

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150305

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502009010171

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20150806

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150319

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20150319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150319

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 695027

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20150319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 9

Ref country code: CH

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20090319

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150331

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20141105

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502009010171

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20181002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331