DE2525358C3 - RUlentrichterstrahler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rillenirichterstrahler mit unterschiedlich tiefen Rillen, wobei die Rillentiefe so gewählt ist, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp die Bedingung, daß der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien kaumes ist, bei im Betriebsfrequenzbereich liegenden Frequenz©.; erfüll» "-st.

Bei einem bekannten Rillentrichterstrahler dieser Art (IEEE Transactions on Antennas and "Vopagation, Mai 1973, S. 320—327) wächst die Rillentiefe stetig mit zunehmendem Abstand vom Trichterhals, um obige Bedingung für eine im Arbeitsfrequenzbereich liegende Frequenz zu erfüllen.

Nun wird aber bei Rillentrichterstrahlern, die zur Speisung von Reflektorantennen für Mikrowellen verwendet werden, die Arbeitsbandbreite dadurch erheblich beschränkt, daß bei sich ändernder Arbeitsfrequenz die Strahlbreiten in der E- bzw. W-Ebene stark unterschiedlich werden, was zu einem Anwachsen der von dem Unterschied zwischen E- und A/-Öffnungswinkel unmittelbar abhängenden, abgestrahlten kreuzpolarisierten Energie führt. Der Betrag dieser abgestrahlten kreuzpolarisierten Energie sollte aber insbesondere bei der Signalübertragung mit orthogonal polarisierten Wellen so klein wie möglich gehalten werden, da sich sonst erhebliche Obersprechprobleme ergeben.

Zwar ist aus AEU, 19/2, S. 22-30 eine Kegelhornantenne mit Rillen bekannt, bei der alle Rillen ein und dieselbe Tiefe aufweisen und die Abweichungen der Strahlbreiten in E- und H-Ebene auch bei sich ändernden Arbeitsfrequenzen klein gehalten sind. Hierbei handelt es sich jedoch um ein Weitwinkelhorn, das automatisch eine große Bandbreite aufweist. )e kleiner aber der Winkel der Speisehornantenne wird, desto kleiner wird auch bei bekannten Trichterstrählern die nutzbare Bandbreite.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rillentrichterstrahler der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem auch bei sehr kleinen Öffnungswinkeln ein äußerst geringer Betrag an kreuzpolarisierter Energie abgestrahlt wird, wodurch eine wesentlich höhere Bandbreite als bisher erzielbar

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß wenigstens zwei aus jeweils mehreren Rillen bestehende Rillengruppen vorgesehen sind, wobei die Rillentiefe innerhalb jeder Gruppe konstant ist, und daß die Rillengruppen so ineinander verschachtelt sind, daß eine beliebig herausgegriffene Folge einander benachbarter Rillen, deren Zahl gleich der Anzahl der verschiedenen Gruppen ist, aus jeder Gruppe jt weils

ίο eine Rille umfaßt

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß der Rillentrichterstrahler nunmehr bei mindestens zwei Frequenzen, die innerhalb seines Arbeitsfrequenzbandes liegen, die Bedingung erfüllt, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist, wobei sich jeweils die öffnungswinkel der T- und A/-Ebenen nicht unterscheiden, so daß bei einer Signalübertragung mit orthogonal polarisierten Wellen die abgestrahlte kreuzpolarisierte Energie auf ein Minimum gebracht und somit ein Übersprechen verhindert wird.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu finden, daß sich die Anzahl der Frequenzen, bei denen die obige Bedingung eingehalten wird, im Bedarfsfall ohne besondere Schwierigkeiten erweitern läßt. Dies geschieht dadurch, daß eine entsprechende Anzahl von weiteren Gruppen von Rillen mit jeweils entsprechend gewählter Tiefe in der Innenwand des Rillentrichterstrahlers vorgesehen werden.

Sind beispielsweise drei Gruppen von Rillen mit jeweils unterschiedlicher Tiefe vorgesehen, wobei die Rillentiefe der ersten Gruppe mit a, die der zweiten mit b und die der dritten Gruppe mit c bezeichnet ist, so folgen die Rillen immer in der Reihenfolge a, b. c, a, b, c usw. aufeinander.

Besonders günstige Abstrahlbedin^ungen ergeben sich, wenn die Rillen mit einer Häufigkeit von sechs Rillen pro Wellenlänge vorgesehen sind. Da dann, wenn für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist, die Rillen-Ein-

-T) gangsimpedanz gcjjcn unendlich geht, bleibt das Vorhandensein einer benachbarten Rille mit niedriger Impedanz ohne wesentlichen Einfluß.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die

ίο einzige Figur einen Querschnitt durch einen kreissymmetrisch strahlenden Rillentrichterstrahler.

Gemäß der Figur besteht ein Rillentrichterstrahler aus einem Metallkörper 1, der in Richtung des Pfeiles 2 gespeist wird und in Richtung des Pfeiles 3 abstrahlt. Die

M innere Oberfläche des Körpers 1 ist mil einer Reihe von Rillen 4 versehen, von denen die mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Rillen eine bestimmte Tiefe a aufweisen, während die übrigen, mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Rillen eine größere Tiefe b besitzen. Alle

M) Rillen in diesem Beispiel haben die gleiche Weite und einen konstanten Abstand. Die beiden Tiefen a und b sind so ausgewählt, daß sie zwei Riilentiefen entsprechen, die für zwei verschiedene Frequenzen in dem gewünschten Arbeitsfrequenzband die Bedingung erfül-

b5 len, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist.

bei Erfüllung dieser Bedingung die Rillen-Einimpedanz gegen unendlich gehu bleibt das indensein einer benachbarten Rille mit niedrigerer ianz ohne wesentlichen Einfluß.

Häufigkeit, mit der die Rillen vorgesehen sind, jt sechs Rillen pro Wellenlänge bei der Mittenfre- : des gewünschten Frequenzbandes, wobei eine ?e von sechs Rillen die Tiefe a aufweist und die e Gruppe die Tiefe b besitzt
gebenenfalls können mehr als zwei verschiedene tiefen vorgesehen werden, so daß der Rillen-

trichterstrahier bei mehr als zwei verschiedenen Frequenzen die oben erwähnte Bedingung erfüll;. Werden z. 3. drei verschiedene Rillentiefen vorgesehen, wobei die zusätzliche Tiefe mit c bezeichnet ist, so treten die Rillentiefen vom Ende des Trichterstrahlers mit dem größeren Durchmesser her gesehen in der Reihenfolge a, b, c, a, b, cusw. auf. Die Häufigkeit, mit der die Rillen vorgesehen sind, ist weiterhin gleich sechs Rillen pro Wellenlänge bei der Mittenfrequenz des gewünschten Frequenzbandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   t. Rillentrichterstrahler mit unterschiedlich tiefen Rillen, wobei die Rillentiefe so gewählt ist, daß für den auftretenden Hybrid-Wellentyp die Bedingung, daß der Feldwiderstand des als Wellenleiter aufgefaßten Trichterstrahlers gleich demjenigen des freien Raumes ist, bei im Betriebsfrequenzbereich liegenden Frequenzen erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei aus jeweils mehreren Rillen bestehende Rillengruppen (5, 6) vorgesehen sind, wobei die Rillentiefe (a, b) innerhalb jeder Gruppe konstant ist, und daß die Rillengruppen (5,6) so ineinander verschachtelt sind, daß eine beliebig herausgegriffene Folge einander benachbarter Rillen, deren Zahl gleich der Anzahl der verschiedenen Gruppen ist, aus jeder Gruppe jeweils eine Rille umfaßt.

   Z Rillentrichterstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne·, daß die Rillen (5, 6) mit einer Häufigkeit vo;: sechs Rillen pro Wellenlänge vorgesehen sind.