DE3134122A1

DE3134122A1 - Antennensystem mit dielektrikum

Info

Publication number: DE3134122A1
Application number: DE19813134122
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bischoff; Wilhelm 2390 Flensburg Jacobsen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1983-03-17
Also published as: DE3134122C2

Description

Antennensystem mit Dielektrikum
Die Erfindung betrifft ein Antennensystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Ein derartiges Antennensystem ist beispielsweise bekannt aus der DE-OS 28 49 438. Bei dem bekannten Antennensystem entsteht ein Richtdiagramm mit annähernd elliptischem Querschnitt. Bei der Ausbildung der Scheibe als Metallscheibe weist das Richtdiagramm nach oben und reicht-mit seinem unteren 3 dB Punkt bis knapp unter den Horizont. Bei der Ausführung mit einer kreiszylindrischen Scheibe aus dielektrischem Material zeigt die Mittelachse des Richtdiagramms auf den Horizont.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Antennensystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches die Erzeugung eines weitgehend frequenzunabhängigen Richtdiagramms ermöglicht, dessen Halbwertsbreite und Hauptstrahlrichtung in der Elevation über einen weiten Bereich frei eingestellt werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auf gabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Die Erfindung ist nachfolgend noch anhand der Abbildung eingehend erläutert.
Die Empfangsantenne 1 ist in gebräuchlicher Art am Rande der Halbkugel 2 angeordnet. Bevorzugte Verwendung finden breitbandige Empfangsantennen wie z. B. Spiralantennen oder Hornantennen. Die Bündelung im Azimut ist im wesentlichen bestimmt vom Durchmesser und Aufbau der dielektrischen Halbkugel. Diese kann beispielsweise homogen aufgebaut sein, kann aber auch in Art einer Luneberg-Linse mehrfach gestuft sein oder ein mit dem Radius kontinuierlich verändertes Dielektrikum aufweisen.
Die kreisrunde Scheibe 3 hat den gleichen Durchmesser wie die Halbkugel und liegt eben an deren Schnittfläche an. Die der Halbkugel abgewandte Seite der Scheibe ist mit einer reflektierenden Schicht 4 versehen. Die Form der Scheibe ist derart, daß in der Ebene azimutaler Hauptstrahlrichtung, also in der durch die Mittelachse der Halbkugel und die Empfangsantenne verlaufenden Ebene die der Halbkugel abgewandte Seite der Scheibe 3 einem Ausschnitt aus einer Parabel entspricht, wobei die Parabel so liegt bzw. die Scheibe so gekrümmt ist, daß der Parabelbrennpunkt F mit der Empfangsantenne 1 zusammenfällt. Die parabolisch gekrümmte und reflektierend ausgebildete Seite der Scheibe bewirkt eine Bündelung in der Elevation. Die gewünschte Halbwertsbreite und Hauptstrahlrichtung in der Elevation lassen sich durch entsprechende Wahl der geometrischen Abmessungen der parabolisch gekrümmten Scheibe einstellen.
Die Freiheit in den geometrischen Abmessungen betrifft dabei insbesondere die Öffnungsweite der Parabel und die Neigung der Parabelachse gegen die Horizontale.
Durch die weitgehend getrennte Beeinflussung des Antennendiagramms im Azimut durch die Halbkugel einerseits und in der Elevation durch die parabolisch gekrümmte Oberfläche der Scheibe andererseits besteht eine vorteilhafte Freiheit in der Variation des jeweils gewünschten Richtdiagramms durch Kombination entsprechend. aufgebauter bzw.geformter Elementteile.
Gemäß einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ist die reflektierend ausgebildete Seite 4 der Scheibe 3 mit einer massiven Metallschicht versehen. Eine andere günstige Ausführungsform sieht vor, die reflektierend ausgebildete Seite der Scheibe mit einer metallischen Gitterstruktur, wie z. B. einem Drahtgeflecht, zu versehen.
Vorteilhafterweise bestehen die Halbkugel 2 und die Scheibe 3 aus dielektrischen Materialien mit gleicher oder zumindest annähernd gleicher Dielektrizitätskonstanten. Dadurch werden Reflexionen an der Berührungsfläche, die zu störenden Interferenzen führen können, vermieden. Insbesondere können beide Elementteile, sowie Halbkugel als auch Scheibe, aus homogenem Dielektrikum oder inhomogen aus mehrfach gestuftem Dielektrikum oder kontinuierlich sich änderndem Dielektrikum aufgebaut sein. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es auch bei inhomogenem Aufbau der Halbkugel vorteilhaft, die Scheibe aus einem homogenen Dielektrikum herzustellen mit einem Wert der Dielektrizitätskonstanten, der annähernd gleich ist einem Mittelwert aus der veränderlichen Dielektrizitätskonstanten der Halbkugel. Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Antennensystem mit einer Empfangsantenne (1) und einem passiven diagrammformenden Element, welches eine Halbkugel (2) aus dielektrischem Material und eine eben an der Schnittfläche der Halbkugel anliegende kreisrunde Scheibe (5) aus dielektrischem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Halbkugel abgewandte Seite (4) der Scheibe (3) reflektierend ausgebildet und in der Ebene azimutaler Hauptstrahlrichtung so parabolisch gekrümmt ist, daß der Parabelbrennpunkt (S) mit dem Ort der Empfangsantenne (1) zusammenfällt.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierend ausgebildete Seite (4) der Scheibe (3) mit einer massiven Metallschicht versehen ist.
3. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierend ausgebildete Seite (4) der Scheibe .(3) mit einer metallischen Gitterstruktur versehen ist.
4. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Halbkugel (2) und Scheibe (3) aus dielektrischen Materialien mit annähernd gleicher Dielektrizitätskonstante bestehen.
5. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei inhomogenem Aufbau der Halbkugel (2) mit einem mittleren Wert der Dielektrizitätskonstanten die Scheibe (3) homogen ist aus Dielektrikum mit einem diesem mittleren Wert annähernd gleichen Wert der Dielektrizitätskonstanten.