DE3820920A1 - Antennenanordnung - Google Patents
AntennenanordnungInfo
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- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
- H01Q3/245—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching in the focal plane of a focussing device
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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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883820920 DE3820920A1 (de) | 1988-03-31 | 1988-06-21 | Antennenanordnung |
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Publications (2)
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DE3820920C2 DE3820920C2 (de) | 1990-02-22 |
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ID=25866635
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