FI75239C

FI75239C - Mikrovaogsantenn foer cirkelpolariserade elektromagnetiska vaogor.

Info

Publication number: FI75239C
Application number: FI822598A
Authority: FI
Inventors: Werner Lange
Original assignee: Hirschmann Radiotechnik
Priority date: 1981-07-25
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1988-05-09
Also published as: EP0071069A2; FI822598L; EP0071069A3; DE3129425C2; FI822598A0; DE3129425A1; FI75239B

Description

75239

Mikroaaltoantenni ympyräpolarisoituja sähkömageetti-siä aaltoja varten

Mikrovägsantenn för cirkelpolariserade elektromagnet-iska vigor

Keksinnön kohteena on mikroaaltoantenni ympyräpo1ari-soituja sähkömagneettisia aaltoja varten, jossa antennissa on aaltoputkisäteilijä ja kaksi 90° - 3dB -kytkimen (hybridin) ohjaamaa, 90^* kulmassa keskenään koh t isuor as t i aalto-5 putkisätei1ijän akselia vasten sovitettua syöttösätei1ijää, jolloin syöttösäteilijät , hybridi, samoin kuin näiden yhdys-johdot on tehty painotekniikkaa soveltaen. Kuvio 1 esittää erästä tämänkaltaista, esim. myös sate 11ii11ivastaano11oa varten soveltuvaa, käytännöstä tunnettua mikroaaltoantennia. 10 Tällaisella antennilla voidaan kehittää, vastaavasti vastaanottaa vasemman- tai oikeanpuoleisesti polarisoituja aaltoja syöttämällä (lähetystapaus) suurtaajuista energiaa toiseen hybridin molemmista ilman keskinäistä kytkentää olevista 1iitosporteista tai ottamalla siitä suurtaajuista ener-13 giaa (vastaanottotapaus). Toinen liitosporteista on tällöin joko suljettu, tai käytetään sitä kohtisuoran komponentin vastaanottamiseen tai lähettämiseen. Ympyräpolarisaation laatu riippuu tässä tunnetussa mikroaaltoantennissa ratkaisevasti siitä, että molemmat pistoliittimet ST välityksellä 20 aaltoputkisäteilijään HS ja hybridiin Hulottuvat, metallinas-toiksi tehdyt syöttösätei1ijöiden S liitosjohdot L^, ovat tarkasti yhtä pitkät. Niinpä saa pituuden ero 12 GHz:n (satelliitti TV:n) taajuusalueella olla vain noin 0,1 mm, kun halutaan täyttää vaatimus tarvittavan 90° vaihe-eron enin-25 tään 3°:n suuruisesta poikkeamasta. Nämä suuret kaapeliin ja liittimeen kohdistuvat, valmistustarkkuutta koskevat vaatimukset ovat käytännössä kuitenkin toteutettavissa ainoastaan monimutkaisten ja kalliiden valmistus- ja asennusmenetelmien avulla.

30 Keksinnön tehtävänä on aikaansaada alussa mainittua tyyppiä oleva mikroantenni, jossa polarisaatio-osien vaihe-ero on erittäin tarkka, ja jolla yksinkertainen ja valmistuskustannuksiltaan edullinen rakenne, joka mikäli mahdollista myös soveltuu massavalmistukseen.

2 75239 Tämä tehtävä on ratkaistu siten, että mikroaaltoanten-ni on tehty vasemman- ja oikeanpuoleisesti ympyräpolarisoi-tuja sähkömagneettisia aaltoja varten, että syöttösäteilijät, hybridi ja yhdysjohdot on sovitettu yhden ainoan alustan yh-5 delle sivulle ja että alustalla on 180° syöttösätei1ijöihi n nähden siirretyt, niiden pidennyksenä sovitetut metallilius-kat, jotka edullisesti massapinnan päällä olevan aaltoputki-säteilyosan päätypinnan kautta on tähän johtavasti yhdistetty. Painettu kytkentä on tällöin valmistettu valokuvaustek-10 nilkan avulla yhtä ainoaa mallia käyttäen.

Keksinnön mukaisessa mikroaaltoantennissa on sekä yksinkertaisella että eleganti11 a tava 11 a saavute11u se etu, että tunnetussa antennissa tarvittavat pistoke1iittimet ja niidenepätarkkuudet jäävät pois ja tämän lisäksi voidaan syöt-15 tösäteilijöiden ja hybridin vastaavien liitosten väliset 1iitosjohtimet riittävän suurta levynaihiota käyttämällä tehdä mielivaltaisen tarkasti ja lisäksi kustannuksiltaan erittäin edullisesti. Lisäksi levynaihio soveltuu erinomaisesti massavalmistukseen ilman mitään vaaraa tarkkuuden mah-20 dollisesta huononemisesta tai vaihtelusta. Keksinnön mukaisen antennin avulla voidaan poikkeamat 90° vaihe-eroista vaikeuksitta pitää 1° pienempinä . Lisäksi on antennin vaimennus pienempi kuin tekniikan nykytason mukaisessa antennissa. Sitäpaitsi tullaan keksinnön mukaisen rakenteen ansiosta ·; 25 toimeen ilman mahdollisesti tarvittavaa säänsuojusta (esim.

säteilijän aukon peittämistä), koska poikittain aaltoputki-säteilijään sovitettu alusta jo sellaisenaan tiivistää riittävästi sään vaikutuksilta.

Keksinnön mukaisen mikroaaltoantennin selitetyn muo-30 toilun ansiosta on saatu yksinkertainen keino muuttaa aalto-tyyppi epäsymmetrisesti käyttöön- vast, käytöstäkytkemisen asemesta akselisymmetriseksi aaltopuktiaalloksi (käytettäessä pyöröaaltoputkea, joka on tyyppiä H^j), ja täten voidaan parantaa sovitusta, jolloin tietenkin metai1i1iuskojen pituus 35 on mitoitettava vastaamaan kulloinkin kysymykseen tulevaa käyttötaajuusaluetta.

Vaatimuksen 2 mukaisen rakenteen avulla muodostettu ne 1jännesaa11o-pistokejohto , joka tarvittaessa voidaan tehdä 3 75239 aseteltavan oikosulun avulla säädettäväksi, kompensoi syöttö-säteilijöiden kehittämät häiritsevät loiskomponentit ja parantaa täten myös antennin sovitusta. Lisäksi on tällä tavoin neljännesaallonpituuden päässä oikosulusta saatu pitkit-5 täisvirraton taso, jossa alustan sovitus paikalleen ei aiheuta mitään häiriötä.

Kuviot 2 ja 3 esittävät keksinnön mukaisen mikroaalto-antennin erästä suoritusesimerkkiä, jolloin kuvio 2 esittää poikittain antenniin sovitettavaa alustaa poikkileikkauksena 10 ja kuvio 3 alustaa päältä päin.

Mikroaaltoantennissa on säteilysuuntaan suppilomai-sesti laajennettu avoin pyöröaaltoputki-säteilyosa 1 ja päästään 2 oikosuljettu pyöröaaltoputki-säteilyosa 3. Molempien kiinnitys 1 aipoi11 a 4, 4', 5, 5' sekä ruuveilla 6 kiinteästi 15 toisiinsa yhdistettyjensäteilyosien 1, 3 väliin on sovitettu alusta 7, jona on molemminpuolisesti metallipinnoitteella päällystetty eristysmateriaalia oleva kantolevy Θ, jolloin säteilyosaa 1 kohti olevassa, yhdessä kotelon kanssa massa-pinnan muodostavassa metallipinnoitteessa 9 on ympyrämäinen 20 aukko, jonka halkaisija vastaa pyöröaaltoputken sisähalkai-sijaa niin, että sähkömagneettiset aallot pääsevät esteettä menemään kantolevyn 8 läpi. Levyn toisella puolella on me-tallikerros 10 syövytetty pois niin, että jäljelle jää kaksi antennin liitosjohtoa 11, näihin liittyvä, neljästä suorakai-25 dekuvion muotoisesti λ/4-pituisesta johdinradasta muodostuva hybridi 12, kaksi muuta tarkasti yhtä pitkää johtoa 13 hybridin 12 liittämiseksi kahteen 90° kulmassa toisiinsa nähden olevaa syöttösäteilijää 14, joiden yhtäsuuret pituudet on muodostettu johtojen 13 säteilyosaan 1 ulottuvista päistä, 30 sekä kaksi syöttösätei1ijöitä diamteriaalisesti vastakkain olevaa, käyttöasennossaan myös säteilyosaan 1 ulottuvaa me-talliliuskaa 15, jotka ovat yhteydessä jäljellä olevaan massa-pintaan 10. Johdot 11 ja 13 on tehty Ohmin johdoiksi mikro-liuskatekniikkaa soveltaen. Mikroaaltoantennin ollessa asen-35 nettuna on laippojen 4 ja 5 välissä kanava 16 siten, että yhdysjohdot 13, hybridi 12 samoin kuin liitosjohdot 11 voidaan sovittaa ilman kosketusta, jolloin liitosjohdot 11 on 75239 4 liitetty jatkokaapeliin 19 pistokeliittimen 17 avulla, jonka toinen osa on sovitettu pitimeen 18.

Ohjaamalla molempia ristiin sovitettuja syöttösäteili-jöitä 14 hybridin 12 avulla on johdoista 11 menevä lineaari-5 sesti polarisoitu aalto saatu muuttumaan ympyräpolarisoiduksi aalloksi, joka pääsee säteilemään suppilosäteilijästä, vastaavasti voidaan vastaanottaa tämän avulla.

Koko mikroaaltoantenni voidaan valmistaa mitoiltaan varsin tarkasti, yksinkertaisesti ja kustannusten kannalta 10 edullisesti, koska se on kokonaisuudessaa muodostettu painotekniikkaa soveltaen. Lisäksi on toisaalta selitettyjen antenninosien tarkan mitoituksen ansiosta ja toisaalta kul-lpoinkin kysymykseen tulevan käyttötaajuuden mukaan mitoitettujen meta 11i1iuskojen 15 ja oikosuljetun neljännesaalto-15 säteilyosan 3 avulla saatu erittäin hyvä sovitus ja häiriötön liittyminen alustan 7 1iitospaikkaan. 1

Claims

5 75239

1. Mikroaaltoantenni ympyräpolarisoituja sähkömagneettisia aaltoja varten, jossa antennissa on aaltoputkisäteilijä ja kaksi 90° - 3dB -kytkimen (hybridin) ohjaamaa, 90° kulmassa 5 keskenään kohtisuorasta aaltopuktisäteilijän akselia vasten sovitettua syöttösäteilijää , jolloin syöttösäteilijät, hybridi, samoin kuin näiden yhdysjohdot on tehty painotekniikkaa soveltaen, tunnettu siitä, että mikroaaltoantenni (1) on tehty vasemman- ja oikeanpuoleisesti ympyräpolarisoitu-10 ja sähkömagneettisia aaltoja varten, että syöttösäteilijät (14), hybridi (12) ja yhdysjohdot (13) on sovitettu yhden ainoan alustan (7) yhdelle sivulle ja että alustalla (7) on 180° syöttösäteilijoihin nähden siirretyt, niiden pidennyksenä sovitetut metalliliuskat (15), jotka edullisesti massapinnan 15 (10) päällä olevan aaltoputkisäteilyosan (3) päätypinnan kaut ta on tähän johtavasti yhdistetty.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikroaaltoantenni, tunnettu siitä, että aaltoputkisäteilijät (14) on sovitettu aaltoputki-käyttöaallon pituuden noin neljännes- 20 osan päähän aaltoputkisäteilijän oikosuljetusta päästä. 1