DE2650388C2 - Rillenhornstrahler mit kreisrundem Querschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Rillenhornstrahler mit kreisrundem Querschnitt. Solche Rillenhornstrahler sind rotationssymmetrisch und können im Höchstfrequenzbereich als Antennen oder als Primärstrahler von Antennen benutzt werden. Das Strahlungsdiagramm dieser Hornstrahler hat eine Rotationssymmetrie.

Hornstrahler dieser Bauart, die z. B. aus der DE-AS 2152 817 bekannt sind, sind Konushornstrahler, bei denen die Tiefe der Rillen in der Größenordnung von λ/4 liegt (wobei λ die mittlere Betriebswellenlänge des Hornstrahler ist und konstant ist, während die Breite ungefähr λ/10 und die Länge des glatten Teils (d. h. des Teils ohne Rillen) zur Erleichterung der Anpassung ungefähr λ beträgt.

Die Rillen verbessern die Symmetrie des Strahlungsdiagramms und verringern die Nebeuzipfel. Solche Hornstrahler haben jedoch einen großen Welligkeitsfaktor.

Aus der US-PS 36 18 106 ist ein als Primärstrahler zu verwendender Rillenhornstrahler mit kreisrundem Querschnitt bekannt, bei dem die Rillentiefe linear zur Öffnung hin abnimmt. Durch diese Maßnahme soll die Entstehung von unerwünschten Schwingungsmoden vermieden werden, die auf plötzlichen Impedanzänderungen an den Rillen beruhen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Welligkeitsfaktor solcher Hornstrahler zu vermindern, gleichzeitig jedoch die Rotationssymmetrie des Strahlungsdiagramms sowie einen kleinen Wert der Nebenzipfel beizubehalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Rillenhornstrahler mit kreisrundem Querschnitt dadurch gelöst, daß er als Exponentialhorn ausgebildet ist und daß die Tiefe seiner Rillen von seinem Hals zu seiner Öffnung abnimmt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Hornstrahlers nach der Erfindung,

Fig. 2 ein sich auf den Hornstrahler von Fig. 1 beziehendes Diagramm, und

Fig.3 und 4 Schnittansichten von weiteren Hornstrahlern nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Rillen-

homstrahlers 1 der Exponentialbauart der eine Rotationssymmetrie hat und somit einen kreisförmigen Querschnitt aufweist Dieser Hornstrahler enthält von

seinem Hals 10 bis zu seiner Öffnung 11:

— einen Anschlußflansch 12,

— einen glatten Teil 13, und

ίο — einen Teil 14 mit vierzehn Querrillen.

Dieser Hornstrahler, der für einen Betrieb in dem Band von 6,43 bis 7,11 GHz ausgelegt worden ist hat eine Länge von 140 mm, einen Öffnungsdurchmesser von 100 mm und an der engsten Stelle seines Halses einen Durchmesser von 34 mm.

Der glatte Teil dieses Hornstrahlers hat eine Länge von ungefähr 40 mm, was bis auf eine Kleinigkeit der mittleren Betriebswellenlänge λ des Hornstrahlers entspricht

Die Rillen des Teils 14 haben alle eine Breite von 5 mm und die Dicke der Wand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rillen beträgt 2 mm. Die Tiefe dieser Rillen nimmt von dem Hals des Hornstrahlers zu seiner Öffnung hin exponentiell ab. Die Rille, die dem Hals des Hornstrahlers am nächsten ist hat eine Tiefe von 23 mm, also von ungefähr λ/2, und die Rille, die der Öffnung des Hornstrahlers am nächsten ist, hat eine Tiefe von 1 !,5 mm, also von ungefähr λ/4.

Gegenüber den Rillenkonushornstrahlern wird der Welligkeitsfaktor stark verringert ohne daß dadurch die Rotationssymmetrie der Hauptkeule beeinflußt wird, und der Wert der Nebenzipfel wird in bezug auf den maximalen Wert der Hauptkeule unter -4OdB gehalten.

F i g. 2 zeigt, wie sich der Welligkeitsfaktor R des Hornstrahlers von F i g. 1 in Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz F, ausgedrückt in Gigahertz, ändert. So ist für ein Band von 10% mit der Mittenfrequenz 6,75 GHz der Welligkeitsfaktor kleiner als 1,06.

Beispielsweise beträgt der Öffnungswinkel des Richtdiagramms der Antenne von Fig. 1:

— bei -3 dB: 36° in den E- und W-Ebenen,

- bei—10 dB: 63° in den E-und W-Ebenen,und

— bei -20 dB: in der Ε-Ebene und 91^c in der //-Ebene.

Die F i g. 3 und 4 zeigen Längsschnittansichten von zwei weiteren Rillenhornstrahlern der Exponenlialbauart, die eine Rotationssymmetrie aufweisen. Bei diesen Hornstrahlern beträgt die Länge über alles 200 mm und sie sind für einen Betrieb in dem Band von 6,43 bis 7,11 GHz bestimmt.

Der Hornstrahler 2 von F i g. 3 enthält einen glatten Teil 21 und einen Teil 20 mit zwölf Querrillen. Wie bei dem Hornstrahler von F i g. 1 nimmt die Tiefe dieser Rillen exponentiell von λ/2 auf λ/4 (wobei λ eine der Betriebsfrequenz des Hornstrahlers entsprechende

Länge ist) von dem glatten Teil 21 zu der Öffnung 22 des Hornstrahlers ab und die Dicke der Wände zwischen aufeinanderfolgenden Rillen ist konstant, d. h. sie ist genau so groß wie die betreffenden Rillen. Dagegen ist bei dem Hornstrahler 2, anders als bei dem Hornstrahler von Fig. 1, die Breite der Rillen von einer Rille zur nächsten nicht die gleiche: sie nimmt exponentiell von dem glatten Teil 21 zu der Öffnung 22 hin zu. Diese exponentiell Änderung der Breite der Rillen trägt

zusammen mit der exponentiellen Änderung ihrer Tiefe dazu bei, daß dieser Hornstrahler einen sehr kleinen Welligkeitsfaktor hat

Der Hornstrahler 3 von F i g. 4 hat einen glatten Teil 31 und einen Teil 30 mit elf Querrillen. Wie bei dem Hornstrahler von Fig. 1 nimmt die Tiefe dieser Rillen exponentiell von A/2 auf λ/4 von dem glatten Teil 31 zu der öffnung 32 des Hornstrahlers ab und die Rillen haben alle die gleiche Breite. Dagegen ist bei dem Hornstrahler 3, anders als bei dem Hornstrahler von Fig. 1, die Dicke der Wände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rillen nicht konstant: sie nimmt von dem glatten Teil 31 zu der öffnung 32 hin exponentiell zu.

Diese exponentiell Änderung der Dicke der Wände zwischen den Nuten trägt zusammen mit der exponentiellen Änderung der Tiefe derselben Nuten dazu bei, daß der Hornstrahler einen kleinen Welligkeitsfaktor hat.

Die Breite der Rillen kann aber auch exponentiell von dem glatten Teil des Hornstrahlers zu seiner öffnung hin abnehmen, ebenso wie die Dicke der Wände zwischen den Rillen. Darüber hinaus können die Änderungen der Breite der Rillen und der Dicke der Wände zwischen den Rillen in ein und demselben Hornstrahler miteinander kombiniert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rillenhornstrahler mit kreisrundem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß er als Exponentialhorn ausgebildet ist und daß die Tiefe seiner Rillen von seinem Hals zu seiner Öffnung exponentiell abnimmt

2. Rillenhornstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extremwerte der Tiefe der Rillen λ/2 bzw. λ/4 betragen, wobei λ eine Wellenlänge ist, die einer Frequenz des Betriebsfrequenzbandes des Rillenhornstrahlers entspricht

3. Rillenhornstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sich die Breite der Rillen von seinem Hals zu seiner Öffnung exponentiell ändert

4. Rillenhornstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dicke der Wände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rillen von seinem Hals zu seiner Öffnung exponentiell ändert