DE3146894A1

DE3146894A1 - "grossflaechige radioantenne"

Info

Publication number: DE3146894A1
Application number: DE19813146894
Authority: DE
Inventors: Günther Dr.-Ing. Dr. 8012 Ottobrunn Radig; Johannes Dipl.-Ing. 8021 Taufkirchen Schubert; Hartmut Dr.-Ing. Dr. 8022 Grünwald Treiber
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-06-01

Description

Großflächiqe Radioantennen, insbesondere für den Giqahertzbereich werden
z.B. in der Radioastronomie und für Satellitenfunkverkehr verwendet. Die große Fläche derartiger Radioantennen ist bedingt durch die geringe Intensität der einfallenden kurzwelligen Radiostrahlung von sehr weit entfernten Radiosendern, so z.B. astronomischen Radioquellen oder Satellitensendern. Bekannt sind z.B. großflächige Parabolreflektoren, in deren Brennpunkt ein Signalempfänger bzw. Sionalsender in Form eines Antennenhornes angeordnet ist, auf das die von der Parabolreflektorfläche reflektierte Radiostrahlung fokussiert wird. Ebenso bekannt ist es, eine vielzahl von Antennen in einem großflächigen Matrixmuster anzuordnen, wobei dann die Empfangs- bzw. Sendekanäle der Einzelantennen durch eine Phasensynchronisationsschaltung so miteinander verkoppelt werden, daß die auf die einzelnen Antennen-Reflektorflächen einfallenden Strahlungsanteile phasensynchron verarbeitet werden.
Auf einem gänzlich anderen technischen Gebiet, nämlich der Solartechnik, wird in jüngster Zeit versucht, die Sonnenenergiewirtschaftlich zur Energiegewinnung auszunutzen. Hierfür sind Sonnenkraftwerke vorgeschlagen und als Pilotanlagen errichtet, die über eine große Fläche verteilt Heliostaten, d.h. Spiegelanordnungen aufweisen, die das auf das Heliostatfeld einfallende Sonnenlicht auf einen Absorber fokussieren, Großflächige Radioantenne der auf einem Turm des Sonnenkraftwerkes angeordnet ist. Die dort erzeugte hohe Temperatur wird zur Energiegewinnung, z.B.
Wärme oder Strom ausgenutzt.
Die Erfindung geht von folgender Oberleglmg aus: Die Verfahren zum Konzentrieren von Strahlung von Strahlungsquellen aus quasi unendlicher Entfernung, die demnach quasi parallel auf eine Reflektorfläche fällt, sind für elektromagnetische Strahlungen aus dem optothermischen Bereich und für solche aus dem Hochfrequenzbereich annähernd identisch. Für diese Strahlung kann praktisch geradlinige Ausbreitung vorausgesetzt werden.
Dann kann aber auch - so der Erfindungsgedanke - die über ein großes Areal verteilte Heliostatanordnung eines Sonnenkraftwerkes als Reflektorfläche einer Radioantenne für Hochfrequenz, z.B. im Gigahertzbereich mit hoher Leistungsdichte ausgenutzt werden. Die Spiegelreflektoren eines Solarkraftwerken können demnach ohne weiteres als Kernstück einer Empfangs/Senceantenne im Radiofrequenzbereich mit hohem Gewinn dienen. Die Reflektorfläche einer solchen Radio antenne entspricht der sehr großen Reflektorfläche des Heliostatfeldes des Sonnenkraftwerkes; dementsprechend kann der Antennengewinn sehr hoch angesetzt werden.
Allerdings muß berücksichtigt werden, daß für die optothermische Strahlung bei einem Sonnenkraftwerk allein die Leistungsdichte an dem Absorber von Interesse ist; hingegen müssen bei einer Radioantenne zusätzlich die empfangenen bzw. ausgesendeten Signale in Phase sein. Für diese Phasenanpassung muß eine Vorrichtung vorgesehen werden, die für den Betrieb der Anlage als Sonnenkraftwerk nicht erforderlich ist. Denkbar wäre z. B., die Spiegelanordnungen der Heliostaten etwa senkrecht zur Reflektoroberfläche um einen Brag zu verschieben, der etwa einer Wellenlange in dem interessierenden FrequenzbeLeich entspricht.
Durch eine rechnergesteuerte, individuelle Verschiebung der einzelnen Heliostaten kann erreicht werden, daß am Antennenhorn die von den Einzeireflektoren erbrachten Anteile phasenrichtig einlaufen.
Sonnenkraftwerke sind ihrer Natur nach SpitzenAstkraftwerke, die nur bei Sonnenschein betriebsfähig sind und nur bei entsprechendem Bedarf Energie in das Stromnetz einspeisen. Die gemäß der Erfindung aufgezeigte gleichzeitige Verwendung des Heliostatfeldes eines Sonnenkraftwerkes als Reflektorfläche einer großflächigen Radioantenne hat den Vorteil einer besseren Ausnutzung der Gesamtanlage.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand einer einzigen Figur näher erläutert, in der schematisch ein Sonnenturmkraftwerk dargestellt ist, welches gleichzeitig als großflächige Radioantenne ausgenutzt wird.
In der Figur sind mit 1 lediglich zwei Heliostaten eines Heliostatfeldes eines Sonnenkraftwerkes bezeichnet. Ein Sonnenkraftwerk weist je nach Leistung zwischen 300 und 10.000 derartiger Heliostaten auf. Die Heliostate tragen auf einem Heliostatgerüst 2 eine Spiegelanordnung 3, mit der das Sonnenlicht auf einen Absorber 4 fokussiert wird, der auf einem hohen Turm 5 angeordnet ist. Die einzelnen Heliostaten 1 des gesamten Heliostatfeldes sind durch hier nur angedeutete Antriebe M individuell so ausrichtbar, daß sämtliche Heliostaten das Sonnenlicht auf den Absorber 4 fokussieren und dem Sonnenlauf nachgeführt werden.
Wenn das Sonnenkraftwerk nicht in Betrieb ist, werden auf die Spiegelanordnungen 3 der Heliostaten einfallende elektromagnetische Strahlen z.B. im Gigahertzbereich auf das Antennenhorn 6 konzentriert. Um einen phasenrichtigen Einlauf der elektromagnetischen Wellen in dem Antennenhorn 6 zu gewährleisten, sind die Spiegelanordnungen 3 der Heliostaten 1 etwa senkrecht zu ihrer Spiegeloberfläche verschiebbar, wie dieses in der Figur gestrichelt angedeutet ist. Die Maximalverschiebung liegt im Bereich der zu empfangenden Wellenlängen. Die einzelnen Spiegelanordnungen der Heliostaten-werden z.B. rechnergesteuert individuell so ausgerichtet, daß sämtliche aus einer Richtung auf das Heliostatfeld einfallenden Radiowellen auf das Antennenhorn konzentriert werden. Ebenso können die einzelnen Heliostaten einer bestimmten Quelle elektromagnetischer Strahlung nachgeführt werden.
Mit der Anordnung gemäß der Erfindung wird eine großflächige Radioantenne mit hoher Richtcharakteristik und hohem Gewinn erzielt.

Claims

Gronflächise Radioantenne PatentansprÜche 1. Verwendung einer Heliostatanordnung (1) eines Sonnenturmkraftwerks als Antennenreflektorfläche für eine großflächige Radioantenne.
2. Großflächige Radioantenne, dadurch gekennzeicnnet, daß die Radioantenne als Reflektorfläche eine Vielzahl von über eine große Fläche verteilten, individuell ausrichtbaren Heliostaten (3) eines Sonnenturmkraftwerks aufweist.
3. Radioantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfänger- bzw. Senderteil der Radioantenne ein auf einem Turn (5) im Brennpunkt der Heliostaten (1) angeordnetes Antennenhorn (6) vorgesehen ist.
4. Radioantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antennenhorn (6) in unmittelbarer Nähe eines Absorbers (4) des Sonnenkraftwerkes auf dem Turm (5-) des Sonnenkraftwerkes angeordnet ist.
5. Radioantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasensynchronisation der auf d.e Heliostaten (1) einfallenden kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung die einzelnen Heliostaten (1) etwa senkrecht zu ihrer Reflektorfläche (3) individuell verschiebbar sind.