DE3820920A1 - Antennenanordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanord­ nung zum Senden und Empfangen von hochfrequenter elek­ tromagnetischer Strahlung mit einer Bündelungsvorrich­ tung für die elektromagnetische Strahlung in Form einer Reflektor- oder Linsenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sogenannte Reflektorantennen oder Linsenantennen werden insbesondere im Bereich um und über ein GHz verwendet. Durch die Bündelungsvorrichtung in Form eines Reflektors oder einer dielektrischen Linse wird einfallende hoch­ frequente elektromagnetische Strahlung auf einen Brenn­ punkt fokussiert bzw. von diesem Brennpunkt ausgehende elektromagnetische Strahlung wird mit Vorzugsrichtung abgestrahlt, d.h. derartige Antennen weisen als Sen­ deantennen Richtcharakteristik auf.

Aus der EP-A-00 73 511 ist beispielsweise eine Empfangs­ antenne mit Parabolreflektor für elektromagnetische Wellen von Satelliten bekannt. Geostationäre Satelliten werden sowohl zur Übertragung von Telefonverbindungen als auch in jüngerer Zeit immer häufiger zur Übertragung von Rundfunk- und Fernsehprogrammen verwendet. Die zu­ gehörigen Empfangsantennen gemäß dem Gegenstand der EP-A-00 73 511 wird daher auf der Erdoberfläche auf den entsprechenden Satelliten ausgerichtet. Durch den Para­ bolspiegel wird das äußerst schwache Signal von dem Sa­ telliten auf das im Brennpunkt des Parabolspiegels an­ geordnete Empfangsteil fokussiert. Das Empfangsteil ist mittels eines möglichst dünnen Gestänges im Brennpunkt des Parabolspiegels positioniert und das Empfangsteil selbst ist möglichst klein ausgeführt, so daß nur ein sehr geringer Teil des Parabolspiegels durch die Befe­ stigungsvorrichtung und das Empfangsteil selbst abge­ schattet ist. Da in dem hier in Frage kommenden Fre­ quenzbereich um und über ein GHz die abgestrahlte bzw. die empfangbare Trägerfrequenz wesentlich von der Geo­ metrie des Empfangsteils bzw. des Erregers abhängt, läßt sich mit einer derartigen Parabolantenne immer nur ein bestimmter Trägerfrequenzbereich empfangen. Damit ist natürlich die Zahl der übertragbaren bzw. empfangbaren Kanäle beschränkt. Soll daher eine vorhandene Parabol­ antenne zum Empfang eines anderen geostationären Satel­ liten mit abweichendem Frequenzbereich verwendet werden, muß in jedem Fall das im Brennpunkt angeordnete Em­ pfangsteil ausgewechselt werden. Abhängig von der Größe des Abstands des neuen geostationären Satelliten zu dem anderen muß gegebenenfalls auch der Parabolspiegel neu auf den neuen geostationären Satelliten ausgerichtet werden. Alternativ hierzu ließe sich natürlich auch eine Mehrzahl von Empfangsantennen verwenden, die auf die jeweiligen Satelliten ausgerichtet bzw. eingerichtet sind. Eine derartige Lösung ist allerdings sehr teuer, und kommt daher für den Bereich des Empfangs von Fern­ sehprogrammen über Satellit wohl kaum in Frage. Eine analoge Problematik ergibt sich natürlich auch im Fall von Sendeantennen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antennenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß mit einer einzigen Antenne eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen um und über 1 GHz empfangen bzw. gesendet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als Bünde­ lungsvorrichtung ein Parabolreflektor verwendet, da da­ durch ein sehr hoher Antennenwirkungsgrad erreicht wird und gleichzeitig die Herstellung von Parabolreflektoren vergleichsweise einfach ist. In vorteilhafter Weise lassen sich auch Doppelreflektoren verwenden. Doppelre­ flektoren beispielsweise nach Art der Cassegrain-Antenne oder der Gregory-Antenne verwenden einen Haupt- und ei­ nen Hilfsreflektor. Im Falle einer Empfangsantenne wird die auf den Hauptreflektor einfallende elektromagneti­ sche Strahlung auf den Hilfsreflektor geworfen und von diesem durch eine Öffnung im Hauptreflektor auf einen Brennpunkt hinter dem Hauptreflektor fokussiert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß hinsichtlich des Aufbaus der Magazinanordnung keinerlei Beschränkungen hinsichtlich der wünschenswerten möglichst geringen Ab­ schattung auferlegt werden (Anspruch 3).

Gemäß einer vorteilhaften Variante der vorliegenden Er­ findung besitzt die Magazinanordnung die Form einer dünnen Scheibe, in deren Randbereich die einzelnen Fo­ kalelemente radial angeordnet sind. Durch eine Aufhän­ gung, beispielsweise in Form einer Gabel, wird die Ma­ gazinanordnung derart mit der Befestigungsvorrichtung verbunden, daß die Drehachse der scheibenförmigen Maga­ zinanordnung senkrecht zur eingehenden bzw. ausgehenden elektromagnetischen Strahlung liegt. Die Abmessungen der Aufhängung und der Befestigungsvorrichtung sind hierbei so gewählt, daß der radiale Rand der scheibenförmigen Magazinanordnung im Brennpunkt der Bündelungsvorrichtung zu liegen kommt. Durch Drehen der Magazinanordnung um deren Drehachse lassen sich somit sämtliche in der Ma­ gazinanordnung befindlichen Fokalelemente nacheinander im Brennpunkt der Bündelungsvorrichtung positionieren. Der Durchmesser der scheibenförmigen Magazinanordnung ist hierbei im wesentlichen durch die Zahl der Fokalele­ mente bestimmt, mit der die Magazinanordnung maximal bestückt werden kann. Durch die Anordnung der Magazinan­ ordnung mit der Drehachse senkrecht zur Einfallsrichtung der elektromagnetischen Strahlung wird eine möglichst geringe Abschattung der Bündelungsvorrichtung durch die Magazinanordnung erreicht (Anspruch 4).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausfüh­ rungsform ist die Aufhängung zwischen Magazinanordnung und Befestigungsvorrichtung drehbar an der Befesti­ gungsvorrichtung gelagert. Auf diese Weise läßt sich das im Brennpunkt befindliche Fokalelement entsprechend der Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung aus­ richten. Im Falle der Ausbildung der vorliegenden Er­ findung als Empfangsantenne hat dies folgenden besonde­ ren Vorteil. Da die geostationären Satelliten mit einer Sendeantenne jeweils nur einen Frequenzbereich abstrah­ len können, werden, um eine größere Anzahl von Kanälen übertragen zu können, die Trägerfrequenzen in zwei zueinander senkrecht stehenden Polarisationsrichtungen abgestrahlt. Durch einfache Drehung der scheibenförmigen Magazinanordnung läßt sich somit das im Brennpunkt be­ findliche Fokalelement auf die jeweils gewünschte Pola­ risationsebene einstellen (Anspruch 5).

Gemäß einer weiteren Variante besitzt die Magazinanord­ nung die Form eines Speichenrades mit einer Nabe bzw. einer Drehachse, wobei die einzelnen Fokalelemente an den der Nabe abgewandten Enden der Speichen angeordnet sind. Hierbei lassen sich zwei grundsätzlich unter­ schiedliche Orientierungen der Magazinanordnung zur Bündelungsvorrichtung realisieren. Im einen Fall ist wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit der scheibenförmigen Magazinanordnung die Drehachse bzw. die Nabe der Magazinanordnung senkrecht zur Einfallsrichtung der empfangenen elektromagnetischen Strahlung orien­ tiert. Hinsichtlich Dimensionierung und Positionierung der Befestigungsvorrichtung gilt hierbei folglich das gleiche wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsfor­ men.

Die Ausführungsform mit einer speichenradförmigen Maga­ zinanordnung läßt sich jedoch auch so ausführen, daß die Drehachse der speichenradförmigen Magazinanordnung pa­ rallel zur Einfallsrichtung der Strahlung angeordnet ist. Bei dieser Variante läßt sich vorteilhafterweise die gesamte Befestigungsvorrichtung außerhalb des Ein­ fallsbereichs der elektromagnetischen Strahlung anord­ nen, so daß durch die Befestigungsvorrichtung keinerlei Abschattung stattfindet. Die Abschattung erfolgt hierbei lediglich durch die einzelnen in den Einfallsbereich der Strahlung reichenden Speichen mit den darauf befindli­ chen Fokalelementen. Die Fokalelemente an den Enden der einzelnen Speichen müssen folglich senkrecht zur radia­ len Richtung angeordnet sein (Anspruch 6).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Bündelungsvorrichtung und die Magazinanordnung über eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, daß bei einer Neuju­ stierung der Bündelungsvorrichtung die Magazinanordnung automatisch mitjustiert wird bzw. daß die relative Lage zwischen Bündelungsvorrichtung und Magazinanordnung gleich bleibt (Anspruch 7).

Bei herkömmlichen Antennen mit Parabolreflektor besteht die Befestigungsvorrichtung für das Fokalelement übli­ cherweise aus drei Trägern, die am Rand des Parabolre­ flektors befestigt und im Brennpunkt des Parabolreflek­ tors zusammengeführt sind. Im Firstpunkt dieser drei Trägerelemente und somit im Brennpunkt des Parabolre­ flektors ist das Fokalelement befestigt. Diese Art der Befestigungsvorrichtung läßt sich in leicht abgewandel­ ter Form in vorteilhafter Weise auch für die vorliegende Erfindung verwenden. Die Abwandlung bzw. der Unterschied zu der herkömmlichen Befestigungsvorrichtung besteht darin, daß der Firstpunkt der einzelnen Trägerelemente nicht mehr im Brennpunkt des Parabolreflektors liegt, sondern einen größeren Abstand zum Parabolreflektor aufweist als der Brennpunkt. Der Abstand zwischen Firstpunkt und Parabolreflektor ist jeweils so gewählt, daß bei einer gegebenen Magazinanordnung und einer ge­ gebenen Aufhängung der radiale Rand der Magazinanordnung im Brennpunkt zu liegen kommt (Anspruch 8).

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die gemeinsame Befestigungsvorrichtung starr mit einer Justiervorrichtung verbunden. Damit ist es möglich, die erfindungsgemäße Antenne gegebenenfalls automatisch über einen entsprechenden Stellmotor auf einen anderen Sa­ telliten einzujustieren (Anspruch 10).

Insbesondere bei Reflektoren mit größerem Durchmesser wird bei herkömmlichen Antennenanordnungen auch die so­ genannte Off-set-Effekt von unter unterschiedlichen Winkeln einfallenden Strahlungen genutzt. Dieser Effekt besteht darin, daß unter unterschiedlichen Winkeln ein­ fallende Strahlung in voneinander versetzten Trennpunk­ ten fokussiert wird. Damit lassen sich mit einem einzi­ gen Reflektor bzw. mit einer einzigen Bündelungsvor­ richtung mehrere voneinander entfernt angeordneten geo­ stationären Satelliten empfangen. Projeziert man die möglichen Lagen geostationärer Satelliten auf die Öff­ nungsebene eines starr mit der Erdoberfläche verbunden Parabolreflektors, so ergibt sich je nach geographischer Breite des Standortes der Parabolantenne eine mehr oder minder stark gekrümmte elliptische Linie auf der die unterschiedlichen Brennpunkte der Strahlung von den un­ terschiedlichen Satelliten liegen.

Dieser Offset-Effekt wird bei einer weiteren vorteil­ haften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung mit speichenradförmiger Magazinanordnung genutzt. Hierbei weisen die Speichen unterschiedliche Längen auf oder die an den Speichen befestigten Fokalelemente lassen sich in unterschiedlicher Höhe an den Speichen befestigen. Durch Nutzung des Offset-Effekts lassen sich damit bei starr mit dem Erdboden verbundener Antennenanordnung bzw. bei Antennenanordnungen ohne Justiervorrichtung ggf. gleichzeitig eine Mehrzahl von geostationären Satelliten empfangen.

Durch die Verwendung von Speichen mit unterschiedlicher Länge bzw. durch Anordnung der Fokalelemente an den Speichen in unterschiedlicher Höhe lassen sich die Vo­ kalelemente an den unterschiedlichen Brennpunkten der unterschiedlichen Satelliten positionieren. Der gleiche Effekt läßt sich erzielen, wenn Speichen gleicher Länge mit an den Enden sitzenden Fokalelementen verwendet werden, wobei jedoch die Drehachse der speichenradför­ migen Magazinanordnung schräg zur optischen Achse der Bündelungsvorrichtung gestellt ist. Durch die Schräg­ stellung der Achse wird die Projektion des Randes der speichenradförmigen Magazinanordnung auf die Öffnungs­ ebene der Bündelungsvorrichtung elliptisch. Damit lassen sich durch Drehung der Magazinanordnung die einzelnen Fokalelemente an den unterschiedlichen Brennpunkten po­ sitionieren (Anspruch 11 und 12).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung lassen sich die in der Magazinanordnung befindlichen Fokalelemente um deren radiale Achse drehen, und folg­ lich entsprechend der Polarisationsrichtung der einfal­ lenden Strahlung ausrichten bzw. die Polarisationsrich­ tung der abgegebenen Strahlung läßt sich einstellen (Anspruch 13).

Da Frequenzen im Ghz-Bereich bei Leitung über Hohlleiter oder Koaxialkabel erheblichen Leitungsverlusten unter­ worfen sind, wird bei bekannten Antennenanordnungen das Empfangsteil und ein sogenannter Down-Konverter in ein Bauteil integriert und im Brennpunkt der Bündelungsvor­ richtung angeordnet. Der sogenannte Down-Konverter transformiert die hohen empfangenen Frequenzen auf nie­ drigere Frequenzen, um so die Leitungsverluste zu ver­ mindern. Derartige kombinierte Fokalelemente mit inte­ griertem Empfangsteil und Down-Konverter werden gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verwen­ det (Anspruch 15).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Magazinanordnung ein Hochfrequenzrelais vor­ gesehen, das jeweils nur dasjenige Fokalelement mit einer Signalab- bzw. einer Signalzuleitung verbindet, das im Brennpunkt der Bündelungsvorrichtung positioniert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß für jedes der in der Magazinanordnung befindlichen Fokalelemente eine eigene Zu- bzw. Ableitung benötigt wird (Anspruch 16).

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein im Rundfunk- bzw. Fernsehwellenbereich arbeitender Sender und/oder Empfänger vorgesehen. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung ist es möglich, die von der Antennenanordnung empfangenen Fernsehprogramme in herkömmliche Fernsehantennen einzuspeisen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, mit einer einzigen Antennenanordnung ein größeres Gebiet, beispielsweise eine Wohnsiedlung, zu versorgen. In analoger Weise kön­ nen natürlich auch eine Mehrzahl von Rundfunksendern auf eine einzige Antenne in Ghz-Bereich zugreifen (Anspruch 17).

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Sender und/oder der Empfänger in der Magazinanordnung untergebracht. Auf diese Weise wird eine Zuleitung oder Ableitung in Form von Koaxialkabeln völlig vermieden. Es ist hierbei lediglich darauf zu achten, daß dieser Emp­ fänger und/oder Sender nicht durch die Bündelungsvor­ richtung abgeschattet wird (Anspruch 18).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Magazinanordnung ein Stellmotor vorgesehen, der durch eine Steuervorrichtung angesteuert wird. Auf diese Weise läßt sich das gewünschte Fokalelement bei­ spielsweise von einem im Haus angeordneten Steuergerät auswählen und einstellen und auch hinsichtlich der Po­ larisationsebene justieren. Durch entsprechende Ausbil­ dung des Steuergeräts lassen sich somit wie bei einem herkömmlichen Fernsehgerät durch Tastendruck Programme unterschiedlicher Satelliten auf einem Fernsehgerät einstellen (Anspruch 19).

Um die Antennenanordnung oder zumindest die Fokalele­ mente vor Umwelteinflüssen zu schützen, ist zumindest die Sende- bzw. Empfangsöffnung der Fokalelemente mit einer hochfrequente Strahlung im wesentlichen nicht beeinflussenden Schutzhülle abgedeckt (Anspruch 21).

Die verschiedenen Weiterbildungen der Erfindung beziehen sich alle auf die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Empfangsantennen. Eine analoge Beschreibung der An­ wendung der Erfindung für den Fall von Sendeantennen erübrigt sich, da hierbei lediglich der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung umzukehren ist und die Fokalelemente anstelle von Empfangsteil und Down-Kon­ verter einen Erreger bzw. einen Sender für hochfrequente elektromagnetische Strahlung im Ghz-Bereich aufweisen.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung als Sendeantenne und/oder Empfangsantenne von Satelliten, insbesondere geostationären Satelliten. Durch die Verwendung der er­ findungsgemäßen Antenne kann mit einem einzigen Reflek­ tor eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen bzw. Frequenzbe­ reichen abgestrahlt werden.

Besonders vorteilhaft ist hierbei auch, daß durch die Verwendung einer Mehrzahl von Fokalelementen mit ein und demselben Sendereflektor in dem Satelliten mit unter­ schiedlichen Verfahren modulierte Signale abgestrahlt werden können. Bei entsprechender Positionierung eines derartigen geostationären Satelliten und unter Berück­ sichtigung der Erdumdrehung läßt sich damit beispiels­ weise erreichen, daß während einer bestimmten Zeitdauer Fernsehprogramme gemäß einem Modulationsverfahren ab­ strahlt, wie es in der Sowjetunion verwendet wird, wäh­ rend zu anderen Zeiten Fernsehprogramme mit Modulations­ verfahren abgestrahlt werden können, wie sie in West- Europa verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich ein geostationärer Satellit wesentlich effizienter Nutzen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die Ausführungsform von Fig. 1 mit gedrehter Magazinanordnung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 6 ein Detail der Ausführungsform von Fig. 5.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Antennenan­ ordnung weist eine Bündelungsvorrichtung in Form eines Parabolreflektors 2 auf. Über eine Befestigungsvorrich­ tung 4 ist eine scheibenförmige Magazinanordnung 6 an den Parabolreflektor 2 befestigt. Die scheibenförmige Magazinanordnung 6 ist mit einer Mehrzahl von Fokalele­ menten 8 bestückt, die am Rand der scheibenförmigen Ma­ gazinanordnung in radialer Richtung ausgerichtet an­ geordnet sind. Die Drehachse 10 der Magazinanordnung 6 ist senkrecht zur Einfallsrichtung 12 empfangener elek­ tromagnetischer Signale orientiert. Die in der Magazin­ anordnung 6 befindlichen Fokalelemente 8 bestehen je­ weils aus dem eigentlichen Empfangsteil und einem nach­ geschalteten Down-Converter, der die empfangene hoch­ frequente Strahlung im Ghz-Bereich auf niedrigere Fre­ quenzen transformiert.

Die Befestigungsvorrichtung 4 besteht aus drei Träger­ elementen 14 und einer Aufhängung 16. Die drei Träger­ elemente 14 sind im gleichen Abstand voneinander an dem Parabolreflektor 2 befestigt und erstrecken sich von dem Parabolreflektor weg entgegen der Einfallsrichtung 12 und treffen sich in einem gemeinsamen Firstpunkt 20. In dem gemeinsamen Firstpunkt 20 ist die Aufhängung 16 mit der daran befindlichen Magazinanordnung 6 drehbar gela­ gert. Über einen ersten Stellmotor 22 läßt sich das Verbindungselement und damit die sich daran befindliche Magazinanordnung 6 um eine zur Einfallsrichtung 12 pa­ rallele Achse drehen. Über einen zweiten Stellmotor 24 der unmittelbar auf der Drehachse 10 der Magazinanord­ nung 6 aufgesetzt ist, läßt sich die Magazinanordnung um die Drehachse 10 drehen. Die Trägerelemente 14, die Aufhängung 16 und die scheibenförmige Magazinanordnung 6 sind so dimensioniert und positioniert, daß sich der radiale Rand der scheibenförmigen Magazinanordnung 6 im Brennpunkt 26 des Parabolreflektors 2 befindet. Auf diese Weise wird erreicht, daß je nach Drehstellung der Magazinanordnung 6 jedes der Fokalelemente 8 in den Brennpunkt 26 positionierbar ist.

Der Parabolreflektor 2 ist sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung schwenkbar an einer Standvor­ richtung 18 befestigt. Mittels einer Justiervorrichtung 28 läßt sich der Parabolreflektor 2 auf die Koordinaten des gewünschten geostationären Satelliten ausrichten.

Die von einem geostationären Satelliten ausgesandte Strahlung wird durch den Parabolreflektor 2 in den Brennpunkt 26 und damit auf ein sich im Brennpunkt be­ findliches Fokalelement 8 fokussiert. Das empfangene hochfrequente Signal wird durch den zugeordneten Down- Converter auf ein entsprechendes Signal mit tieferer Frequenz transformiert. Dieses transformierte Signal wird über ein nichtdargestelltes Hochfrequenzrelais auf ein Koaxialkabel 30 gegeben. Das Koaxialkabel 30 führt das transformierte Signal zu einer kleinen Fernsehsen­ dereinrichtung 32. Über diese kleine Fernsehsenderein­ richtung mit einer Sendeantenne 34 läßt sich das emp­ fangene Signal auf eine herkömmliche Fernsehantenne übertragen. Je nachdem welche Sendecharakteristik die Senderantenne 34 aufweist, läßt sich das empfangene Si­ gnal in einem gewissen Umkreis von der Senderantenne empfangen oder nur in einer bestimmten Richtung.

Alternativ hierzu läßt sich das Koaxialkabel 30 auch unmittelbar mit dem Antenneneingang eines nichtdarge­ stellten Fernsehgeräts verbinden. Über das Kabel 30 oder über ein zusätzliches Kabel lassen sich aus einer nichtdargestellten Steuereinrichtung sowohl den beiden Stellmotoren 22 und 24 als auch der Justiervorrichtung 28 entsprechende Steuersignale zuführen. Befindet sich das Steuergerät in der Nähe des Fersehgerätes, läßt sich somit ein anderer Kanal eines Fernsehsatelliten genauso einfach einstellen wie ein anderers Programm auf einem herkömlichen Fernsehgerät.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weite­ ren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese zweite Ausführungsform weist ebenfalls einen Parabolre­ flektor 40, eine Befestigungsvorrichtung 42, eine Maga­ zinanordnung 44, Stellmotoren 46 und 48 sowie eine Ju­ stiervorrichtung 50 auf. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einer Standvorrichtung 52, einem Trägerbal­ ken 54 sowie einer Aufhängung 56. Die Funktionsweise und im wesentlichen auch die Anordnung der einzelnen Teile entspricht der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Lediglich die Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung 42 ist unterschiedlich.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ein geringerer Teil der Empfangsfläche des Parabolreflektors 2 abgeschattet wird.

In Fig. 4 ist schematisch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser dritten Ausführungsform wird ein Doppelreflektor in Form einer sogenannten Cassegrain-Antenne verwendet. Ein Cassegrain-Doppelreflektor weist einen parabolischen Hauptreflektor 60 und einen im Abstand dazu angeordneten hyperbolischen Hilfsreflektor 62 auf. Die beiden Re­ flektoren werden durch Abstandselemente 64 auf Abstand gehalten. Die relative Positionierung von Haupt- und Hilfsreflektor zueinander ist derart, daß von dem Haupt­ reflektor 60 aufgefangene hochfrequente Strahlung auf den Hilfsreflektor 62 reflektiert wird und von diesem durch eine Öffnung 66 in dem Hauptreflektor 60 auf einen hinter dem Hauptreflektor liegenden Brennpunkt 68 fo­ kussiert wird. In diesem Brennpunkt 68 ist eine Magazin­ anordnung 70 in analoger Weise zu den beiden vorherge­ henden Ausführungsformen positioniert. Alle übrigen Teile wie Befestigungsvorrichtung, Fokalelemente etc. entsprechen den vorhergehenden Ausführungsformen und sind nicht näher dargestellt.

Eine vierte Ausführungsform wird nun anhand von Fig. 5 und 6 erläutert. Die vierte Ausführungsform weist eben­ falls einen Parabolreflektor 80, eine Befestigungsvor­ richtung 82, und eine Magazinanordnung 84 auf. Im Un­ terschied zu den vorherigen Ausführungsformen ist keine Justiervorrichtung vorgesehen, d.h. der Parabolreflektor ist starr mit der Erdoberfläche über die Befestigungs­ vorrichtung 82 verbunden. Die Magazinanordnung 84 weist eine Mehrzahl von an einer Nabe 86 angeordneten Speichen 88, 89, 90, 91 und 92 auf. Die Speichen 88 bis 92 er­ strecken sich in radialer Richtung von der Nabe oder ggf., wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist, im spitzen Winkel zur radialen Richtung. Die Nabe 86 bzw. die Dreh­ achse der Magazinanordnung 84 ist parallel zur Strah­ lungsrichtung des Parabolreflektors 80 ausgerichtet. Über eine nicht näher dargestellte Befestigungsvorrich­ tung ist die Drehachse der Magazinanordnung 84 starr mit dem Parabolreflektor 80 verbunden. Die Befestigungsvor­ richtung und die Speichen 88 bis 92 sind so dimensio­ niert, daß die an den Enden der unterschiedlich langen Speichen befindlichen Fokalelemente in unterschiedlichen Brennpunkten 94, 95, 96 und 97 positioniert werden kön­ nen. Diese unterschiedlichen Brennpunkte rühren von in unterschiedlichen Winkeln einfallender elektromagneti­ scher Strahlung her, die folglich durch den Parabolre­ flektor auf die voneinander versetzt liegenden Brenn­ punkte 94, 95, 96 und 97 fokussiert wird.

Die Ausnützung dieses sogenannten Offset-Effekts ist insbesondere bei der Verwendung von großflächigen Para­ bolreflektoren 80 vorteilhaft, da großflächige Parabol­ reflektoren einer größeren Windbelastung ausgesetzt sind und folglich eine stabile Positionierung leichter zu realisieren ist als eine variable Positionierung mittels einer Justiervorrichtung.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung be­ ziehen sich alle auf die Anwendung der vorliegenden Er­ findung auf Empfangsantennen. Eine analoge Beschreibung der Anwendung der Erfindung für den Fall von Sendean­ tennen erübrigt sich, da hierbei lediglich der Strah­ lengang der elektromagnetischen Strahlung umzukehren ist und die Fokalelemente anstelle von Empfangsteil und Down-Konverter einen Erreger bzw. einen Sender für hochfrequente elektromagnetische Strahlung im Ghz-Be­ reich aufweisen.

Besonders vorteilhaft lassen sich Antennen gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem bereits erwähnten geo­ stationären Satelliten als Sende- und/oder Empfangsan­ tennen verwenden, da auf diese Weise mit einem einzigen Reflektor eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen abgestrahlt werden können. Besonders vorteilhaft ist hierbei auch, daß durch die Verwendung einer Mehrzahl von Fokalele­ menten mit ein und demselben Sendereflektor in dem Sa­ telliten mit unterschiedlichen Verfahren modulierte Si­ gnale abgestrahlt werden können. Bei entsprechender Po­ sitionierung eines derartigen geostationären Satelliten und unter Berücksichtigung der Erdumdrehung läßt sich damit beispielsweise erreichen, daß während einer be­ stimmten Zeitdauer Fernsehprogramme gemäß einem Modula­ tionsverfahren abstrahlt, wie es in der Sowjetunion verwendet wird, während zu anderen Zeiten Fernsehpro­ gramme mit Modulationsverfahren abgestrahlt werden kön­ nen, wie sie in West-Europa verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich ein geostationärer Satellit wesentlich effizienter Nutzen.

Claims (21)

1. Antennenanordnung für hochfrequente elektromagne­ tische Strahlung insbesondere im GHz-Bereich mit einer Bündelungsvorrichtung in Form einer Reflek­ tor- oder einer Linsenanordnung und wenigstens einem Fokalelement in Form eines Erregers oder eines Empfängers von hochfrequenter elektromagne­ tischer Strahlung, wobei das Fokalelement mittels einer Befestigungs­ vorrichtung im Brennpunkt einfallender elektroma­ gnetischer Strahlung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Magazinanordnung (6; 44; 70; 84) mit einer Mehrzahl von Fokalelementen (8) bestückt ist, und
daß die Magazinanordung derart drehbar an der Be­ festigungsvorrichtung (4; 42; 82) befestigt ist, daß durch Drehung der Magazinanordnung jeweils ein einzelnes der Fokalelemente im Brennpunkt (26; 68; 94, 95, 96, 97) einfallender elektromagnetischer Strahlung positionierbar ist.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bündelungsvorrichtung ein Para­ bolreflektor (2; 40; 60; 80) ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bündelungsvorrichtung ein Dop­ pelreflektor (60, 62) ist.

4. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazin­ anordnung (6; 44; 70; 84) eine dünne Scheibe ist, in deren radialen Randbereich die Mehrzahl der Fo­ kalelemente (8) radial angeordnet ist, deren Dreh­ achse (10; 86) senkrecht zur einfallenden bzw. ausgehenden elektromagnetischen Strahlung (12) an­ geordnet ist und daß die Magazinanordnung über eine Aufhängung (16; 56) an der Befestigungsvorrichtung (2; 40; 60; 80) befestigt ist.

5. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufhängung (16; 56) drehbar an der Befestigungsvorrichtung (2; 40; 60; 80) an­ geordnet ist, so daß die Drehachse (10; 86) der scheibenförmigen Magazinanordnung (6; 44; 70; 84) senkrecht zur Richtung (12) der einfallenden bzw. ausgehenden elektromagnetischen Strahlung drehbar ist.

6. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazinanordnung (6; 44; 70; 84) eine Mehrzahl an einer Nabe (86) angeordneter Speichen (88, 89, 90, 91, 92) auf­ weist, an deren der Nabe abgewandten Enden die einzelnen Fokalelemente (8) angeordnet sind.

7. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bünde­ lungsvorrichtung (2; 40; 60; 80) und die Magazinan­ ordnung (6; 44; 70; 84) über die gemeinsame Befe­ stigungsvorrichtung (4; 42; 82) miteinander ver­ bunden sind.

8. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvor­ richtung (4; 42; 82) eine Mehrzahl von Trägerele­ menten (14) aufweist, die sich vom Rand des Para­ bolreflektors (2; 40; 60; 80) weg erstrecken und deren von dem Parabolreflektor abgewandten Enden in einem Firstpunkt (20) zusammengeführt sind, wobei in dem Firstpunkt die Aufhängung (16; 56) befestigt ist.

9. Antennenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung einen sich von dem Parabolreflektor (40) weg erstrecken­ den Träger (42) aufweist, an dessen Endpunkt die Aufhängung (56) der Magazinanordnung (44) angeord­ net ist.

10. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine mit der gemeinsamen Be­ festigungsvorrichtung (4; 42; 82) starr verbundene Justiervorrichtung (28; 50).

11. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzelnen Speichen (88, 89, 90, 91, 92) der speichenförmigen Magazinanordnung (84) unterschiedliche Längen aufweisen oder daß die Drehachse (86) im Winkel zur Einfallrichtung der empfangenen Strahlung angeordnet ist.

12. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokalelemente (8) entlang der einzelnen Speichen (89) verstellbar angeordnet sind.

13. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokale­ lemente (8) um deren Sende- oder Empfangsrichtung drehbar in der Magazinanordnung (6; 44; 70; 84) gelagert sind.

14. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einfallende bzw. ausgehende elektromagnetische Strahlung durch Umlenkelemente um die Einfalls- bzw. Ausfallsrich­ tung drehbar ist.

15. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fo­ kalelementen Empfangsteil und Down-Converter inte­ griert sind.

16. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magazin­ anordnung (6; 44; 70; 84) ein Hochfrequenzrelais aufweist, durch das jeweils nur das sich im Brenn­ punkt (26; 68; 94, 95, 96, 97) der Bündelungs­ vorrichtung befindende Fokalelement (8) mit einer Leitung zur Zuführung der zu sendenden Signale, bzw. mit einer Leitung zur Abführung der empfange­ nen Signale verbunden ist.

17. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anten­ nenanordnung einen Sender (32) und/oder einen Emp­ fänger (32) für elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich von Rundfunk- oder Fernsehwellen aufweist.

18. Antennenanordnung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender (32) und/oder Empfän­ ger (32) an der Magazinanordnung (6; 44; 70; 84) angeordnet ist.

19. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Stellmotor (26; 48) zur Drehung der Magazinanordnung und eine Steuervorrichtung zur automatischen Eindrehung des jeweils benötigten Fokalelements (8) in dem Brenn­ punkt (26; 68; 94, 95, 96, 97) mittels des Stell­ motors.

21. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Empfangs- bzw. Sendeöffnungen der Fokalelemente (8) mit einer hochfrequente Strahlung im wesentli­ chen nicht beeinflussenden Schutzhülle abgedeckt sind.

22. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in geostationären Satelliten.