DE3049532A1

DE3049532A1 - Selbsttragender primaererreger fuer spiegelantennen

Info

Publication number: DE3049532A1
Application number: DE19803049532
Authority: DE
Inventors: Karl-Peter Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Dombek
Original assignee: Siemens AG; Standard Elektrik Lorenz AG; AEG Telefunken AG
Current assignee: AEG AG; Siemens AG; Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-07-29
Also published as: DE3049532C2

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Primär-
erreger für eine Spiegelantenne, der zentrisch von vorn gespeist wird.
Bei Einsatz selbsttragender Primärerreger sind die sonst zur Erregerhalterung notwendigen drei oder vier Stützen nicht mehr erforderlich. Dadurch entfällt die Abschattung der Spiegelstrahlung durch die Stützen, wodurch die Strahlungscharaifteristik des Spiegel, verbessert wfra.
-iGs ist eine Reihe einfacher Erreger bekannt, Cie diesen Anforderungen genügen. Abgesehen von Dipolerregern init Reflektor und eventuell Direktor, die prinzipiell relativ ungeeignete Anslenchtcharukteristiken haben, wurdel hierfür bisher Querstrahler als Erreger vorgeschlager (R. Schwerdtfeger : A coaxial dual mode feed system, 9 th Europea Microwave Conference 1979 Brigkton).
i'4it diesen lassen sich zwar geeignete Ausleuchtecharakteristiken erreichen, jedoch begrenzt die Spiegelabschattung durch den Erreger die erreichbare Dämpfung der hauptkeulennaken Seitenzipfel. Dieser Mangel wird besonders gravierend, wenn Spiegel mit geringem Öffnungswinkel ausgeleuchtet werden sollen, oder wenn eine sektorförmige Strahlungscharakteristik der Spiegelantenne durch Auslauchtung das Spiegelrandberoichs mit dem ansten Nchenzip@ul der Erregerstrahlung erfeicht werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbsttragenden Erreger so zu gestalten, daß die erreic? are Dämpfung der hauptkeulennahen Hebenzipfel wesentlich verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im P a t e n t a n s p r u c h 1 angegebene Erfindung gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Erregers läßt sich die abgeschattete Spiegelfläche in bezug auf den gewünschten Ausleuchtwinkel minimieren und damit die störende Anhebung der hauptkeulennahen Seitenzipfel wesentlich mindern. Durch die Wahl der freien Länge des Dielektrikums läßt sich in weiten Grenzen der Ausleuchtwinkel bzw. der erzielte Randabfall variieren. Zur weiteren Verbesserung der Richtcharakteristik des xrregers kann in der durch die DT-OS 2607909 bekannten Weise die Strahlung eines Ringsohlitzes mit einbezogen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines je nach der gewänschten Diagrarmform abwandelbaren Ausführungsbeispiels n:ffiher erlrutert: Es zeigen Fig. 1 das Ausführungsbeispiel Fig. 2 das Erregerdiagramm des Ausführungsbeispiels Fig. 3 das Richtdiagramm eines mit einer Erreger nach Fig. 1 ausgeleuchteten Parabolspiegels Fig. 4 das Richtdiagramm mit dem gleichen Parabolspiegel ober einem im Rahmen der Erfindung veränderten srreger In Fig. 1 kommt die koaxiale TEM-Speiseleitung 1 aus dem in d,er Fig. links zu denkenden Spiegel heraus. Die Speiseleitung 1 ragt mit ihren Ende in eine kreisförmige metallische Hohlleitung 5 hinein, die an aem vom Spiegel abgewanten Ende metallisch abgeschlossen ist. In dieser Hohlleitung 5 wird mit T[ilfe eines mit einem Schlitzübertragen symmetrierten Dipols 2 eine H11-Welle angeregt. Zweckmäßige Durchmesser der Hohlleitung 5 liegen bei D = 0,7 # ( # = Freiraumwellenlänge). Die im linken Teil der Hohlleitung 5 angeregte H11-Welle speist nun ihrerseits einen die koaxiale Apertur der Hohlleitung ausfällenden dielektrischen Rohrstrahler 3, der um die in der Gräßenerdnung von etwa einer Freigau@@ ellenlä liegende Länge L aus der Hohlteitung 5 an i@rem dem Spiegel zugewandten Ende herausragt.
Die Speiseleitung 1 dient gleichzeitig als tragendes Element des Erregers. Zur Erhöhung der mechawischen Stabilität (insbesondere bei flachen Spiegelschalen) kann vorteilhaft der Außenmantel der Speiseleitung zur Spiegelschale hin konisch oder sprungweise verdickt ausgeführt werden.
Die H11-Welle speist den rohrförmigen dielektrischen Strahler 3 der Läge L. Hierbei i:st zur Verringerung der Rückstrahlung ein metallischer Ring 4 von 0,16 # Breite i.l Abstand von 0,08 # vor der koaxialen Nollleiterapertur vorgesehen. Außerdem ist der Duchmesser d des Strahlerendes über eine Länge von 0,2 # auf einen Durchmesser von 0,6 # reduziert, um die Anpassung zu verbesseren.
In Fig. 2 ist die bei einer Frequenz von 12 Gilz gemessenen Richtdiagramme eines Strahlers nach Fig. 1 mit einer Länge von 0,4 # wiegergegeben.
In Fig. 3 ist das Richtdiagramm eines, mit diesem Erreger (Länge L = 0,4 #) ausgeleuchteten, 80°-Parabolspiegels von 60 Wellenlängen Durchmesser wiedergegeben.
Die für geringe hauptkeulennahe Seitenzipfel ausgelegte Antenne erreicht eine Nebenzipfeldämpfung von - 34 dB.
Im Bereich der Überstrahlung liegt der Regel durch die Vermeidung der Stützen bei - 53 dB. Wegen des koaxialen Aufbaus genügt zum Einbau des Erregers in die Spiegelschale das Einhalten der Brennpunktentfernung, ohne daß weitere sonst übliche Justierarbeiten, erforderlich 5 ixen.
Bei einer Strahlerlänge von L = # läßt sich mit der gieichen Spiegelschale ene se@ Lorförmige Richtehar@@@@ristik realisie en Fig. 4 ,eigt die Meßergebnisse einer praktischen Ausführung bei 12 GHz. Obwohl es in diesem Fall besonuers schwierig ist, niedrige hauptkeulennahe Nebenzipfel zu erreichen, ergibt sich ein unter 21 dB liegender Nebenzipfelpegel.
Die mit dem vorgeschlagenen Erreger erzielbaren Vorteile liegen insbesondere in der Vergrößerung der erzielbaren Dämpfung der hauptkeulennahen Nebenzipfel. Daneben ist der einfache Aufbau und die leichte Anpaßbarkeit an gewünschte Ausleuchtwinkel von Vorteil.

Claims

Selbsttragender Primärerreger für Spiegelantennen (6) P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Selbsttragender Primärerreger für Spiegelantennen a) mit einer zentral durch den Spiegel geführten Speiseleitung (1) b) und einer die Speiseleitung (1) konzentrisch umgebenden und von ihr erregten Hohlleitung (5), die an dem vom Spiegel abgewandten Rnde metallizch abgeschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß c) ein die koaxiale Apertur der hohlleitung (1) aus füllender und um eine in der Größenordnung ainer Preiraumwellenlänge#liegende Länge L aus Gieser herausragen@er dielektrischer Strahler (3) an ihrem dem Spiegel zugewandten Ende vorgesehen ist, der seinerseits von der Hohlleitung (5) erregt ist (Fig. 1).
2. Selbsttragender Primärerreger nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Speiseleitung (1) als koaxiale TEM-Leitung ausgeführt ist (Fig. 1).
3. Selbsttragender Primärerreger nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Verringerung der Rückstrahlung des Erregers auf den aus der Apertur der Hohlleitung (5) herausragenden dielektrischen Rohrstrahler (3) im Abstand von 0,08 # von der Apertur ein metallischer Ring von 0,16# Breite aufgebracht ist (Fig. 1).
4. Selbsttragender Primärerreger nach Anspruch 1 bis 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Verbesserung der Anpassung der Durchmesser des Rchrstrahlers am zum Spiegel weisenden freien Ende von ursprünglich 0,7 # über eine Länge von 0,2 # auf einen Durchmesser von 0,6 # reduziert ist (Fig. 1).
5. Selbsttragender Primärerreger nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Seiseleitung eine kreisförmige Hohlleitung vorgeschen ist.
6. Selbsttragender Primärerreger nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Speiseleitung eine rechteckige Hohlleitung vorgesehen ist.