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Rotationsparabol-Antenne# Die Erfindung bezieht sich auf eine Breitbandrichtfunkantenne,
bestehend aus einem rotationssymmetrischen Parabolspiegel, in dessen Brennpunkt
ein Erregersystem angeordnet ist.
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Antennen dieser Art arbeiten nach optischen Prinzipien und sind besonders
für elektrische Übertragungsanlagen im Bereich der Dezimeter- und Zentimeterwellen
geeignet. Bei hochwertigen Richtfunksystemen müssen solche Antennen im allgemeinen
über ein relativ breites Band sehr gut angepaßt sein. Hierbei erweist es sich als
nachteilig, daß der Erreger in Richtung der Hauptstrahlung der Antenne liegt und
somit einen größeren Teil der insbesondere aus der Nähe des Spiegelzentrums abgestrahlten
Energie als Empfangsantenne wiederum aufnimmt. Diese Spiegelrückwirkung, die die
breitbandige Anpassung der Antenne beeinträchtigt, läßt sich in bekannter Weise
durch eine in geringem Abstand vor dem Scheitelpunkt des Parabols angebrachte Platte,
eine sogenannte Scheitelplatte, wesentlich verringern. Die Scheitelplatte bewirkt
bei einem Teil der auf den Erreger zurückwirkenden elektromagnetischen Wellen eine
Gegenphase und ermöglicht dadurch eine Kompensation der Spiegelrückwirkung. Die
Kompensation ist allerdings nur dann von der Polarisationsrichtung der Strahlung
unabhängig, wenn die Speiseleitung eine Rotationssymmetrie hinsichtlich der Achse
des Parabolspiegels aufweist. Diese Voraussetzung läßt sich jedoch mit Rücksicht
auf die zu fordernden elektrischen Eigenschaften solcher Antennen, insbesondere
Breithandigkeit, bei zahlreichen Anwendungen nicht verwirklichen. Dies ist mitunter
außerordentlich nachteilig, weil für eine gute Ausnutzung der Richtfunksysteme in
vielen Fällen ein wahlweiser oder aber auch gleichzeitiger Betrieb in zwei Polarisationsrichtungen,
vorzugsweise Vertikal- und Horizontalpolarisation, wünschenswert ist. Zwar könnte
man wenigstens einen wahlweisen Betrieb in verschiedenen Polarisationsrichtungen
dadurch erreichen, daß bei Polarisationswechsel die Speiseleitung mit dem Erreger
entsprechend mitgedreht wird, doch sind derartige Vorrichtungen mechanisch aufwendig
und mit zahlreichen elektrischen Nachteilen verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei einer Parabolantenne
der einleitend besehriebeneii Art vorhandenen Schwierigkeiten in einfacher Weise
zu beseitigen.
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Bei einerBreitbandrichtfunkantenne, bestehend aus einem rotationssymmetrischen
Parabolspiegel, in dessen Brennpunkt ein Erregersystem angeordnet ist, das über
eine durch den Parabolspiegel hindurchgeführte, unsymmetrisch zur Parabolachse verlaufende
Speiseleitung, insbesondere Hohlleitung, gespeist ist und bei der die Spiegelrückwirkung
des Parabolspiegels auf das Erregersystem durch eine in geringem Abstand vom Scheitelpunkt
des Parabols angebrachte Platte (sogenannte Scheitelplatte) kompensiert ist, wird
erfindungsgemäß, die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Antenne wenigstens einen Parasitärstrahler
aufweist, der zwischen dem Erreger und der Scheitelplatte derart angeordnet und
so bemessen ist, daß die von der Polarisation der elektromagnetischen Wellen abhängige
Komponente der Spiegelräckwirkung wenigstens annähernd beseitigt wird.
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Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Abhängigkeit
der Kompensation der Spiegelrückwirkung von der Polarisationsrichtung dadurch unterbunden
werden kann, daß die Spiegelrückwirkung für die eine Hauptrichtung der Polarisation
in der bekannten Weise durch entsprechende Bemessung der Scheitelplatte kompensiert
wird und daß der bei Änderung der Polarisation in eine zweite Hauptrichtung wirksam
werdende Rest der Spiegelrückwirkung mit Hilfe einer weiteren Kompensationseinrichtung
kompensiert wird, die bei Polarisation in der ersten Hauptrichtung nicht arbeitsfähig
ist.
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An Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt
sind, soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Rotationsparabol-Antenne, die
gemäß der Erfindung mit einem Parasitärstrahler ausgerüstet ist. Die Parabolantenne
besteht aus einem rotationssymmetrischen Parabolspiegel 1 mit einer Scheitelplatte
2, in dessen Brennpunkt ein Hornstrahler 3 angeordnet ist. Der Hörnstrahler
3
ist mit der ihn speisenden Hohlleitung 4 über ein Polarisationsänderungen ermöglichendes
Zwischenstück 5 verbunden. Die Hohlleitung 4 ist im Scheitelpunkt durch den
Parabolspiegel 1 hindurchgeführt, und zwar so, daß die Hohlleiterachse. mit
der Symmetrieachse des Parabolspiegels 1 zusammenfällt. Eine Stütze
6 gibt der gesamten Anordnung die nötige mechanische Stabilität. Da der Hornstrahler
3
im Brennpunkt des Parabolspiegels angeordnet sein muß, hat der weitere Verlauf
der Hohlleitung 4 in Richtung auf den Hornstrahler 3 eine S-förmige Krümmung.
Dieser S-förmige Verlauf bringt für die aus der Scheitelplatte bestehende Kompensationseinrichtung
eine Unsymmetrie mit sich, die für die Polarisationsabhängigkeit der Spiegelrückwirkung
und damit für die Polarisationsabhängigkeit der Anpassung der Antenne verantwortlich
ist. Die Scheitelplatte wird, wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, nämlich
durch den 5-förmig gekrümmten Verlauf der Hohl.-leitung 4 in einem kleinen, unsymmetrisch
zum Zentrum liegenden Teil abgeschattet und kann daher nicht voll zur Wirkung
kommen. Darüber hinaus wirkt aber auch der Teil der Hohlleitung 4, der die
Abschattung verursacht, als Sekundärreflektor mit Rückwirkung auf den Hornstrahler
3. Scheitelplatte 2 und Hohlleitung 4 bilden also ein polarisationsabhängiges
neues Reflektorsystem.
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Der die Polarisationsabhängigkeit beseitigende Parasitärstrahler besteht
aus einem etwa ein Viertel einer mittleren Betriebswellenlänge #. langen Metallstift
7, der auf der - Oberseite der HohReitung 4 in geeignetem Abstand
vom Scheitelpunkt des Parabolspiegels 1 angeordnet ist. Der Metallstift
7 stellt ebenfalls ein polarisationsabhängiges Reflektorsystem dar. In der
Fig. 2 ist der MetaUstift 7 mit der Hohlleitung 4 nochmals entsprechend dem
Schnitt AB in der Fig. 1
gezeigt. Der Metallstift 7 ist mit seinem
unteren Ende unmittelbar an die Hohlleitung 4 angeschweißt, steht also mit deren
Außenwandung in gut leitender Verbindung.
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Bei Polarisation der Antenne nach der Fig. 1 in einer mit der
Zeichenebene zusammenfallenden Ebene wird der Metallstift 7 sowohl von der
direkten Strahlung des Hornstrahlers 3 als auch von der Strahlung des Sekundärsystems
erregt und wirkt als Parasitärstrahler. Ein Teil seiner Energie wird vom Hornstrahler
3 empfangen und kann zur Kompensation der Spiegelrückwirkung verwendet werden.
Die Erregung des Metallstiftes 7 und damit seine Ab-
strahlung sind
am wirksamsten, wenn die elektrischen Weglängen vom Hornstrahler 3 zum Metallstift
7 und vom Hornstrahler 3 zur Scheitelplatte 2 und zurück zum Metallstift
7 - unter Berücksichtigung einer 1801-Phasendrehung an der Scheitelplatte
2 - sich um ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge unterscheiden.
Die Phase der Parasitärstrahlung bezüglich der Strahlung des Sekundärsystems kann
durch die Wahl des Abstandes des Metallstiftes 7
von der Scheitelplatte 2
eingestellt werden. Bei einer Polarisation der Strahlung in der zur Zeichenebene
senkrechten Ebene wird der Metallstift 7 nicht erregt. Demnach kann die Antenne
nach Fig. 1 für Horizontal- und Vertikalpolarisation in gleicher Weise gut
angepaßt werden, wenn die Kompensation der Spiegelrückwirkung bei Horizontalpolarisation
durch entsprechende Bemessung der Scheitelplatte 2 erfolgt und die nunmehr bei Vertikalpolarisation
auftretende Restrückwirkung durch die bei dieser Polarisationsrichtung angeregte
Parasitärstrahlung kompensiert wird.
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Die Intensität und damit die Wirksamkeit der Parasitärstrahlung
kann erhöht werden, wenn man an Stelle eines Metallstiftes 7 zwei
oder mehrere etwa 4114 lange Metallstifte 7 in zueinander paralleler Anordnung
an der I-Tohlleitung 4 vorsieht. Eine solche Anordnung mit zwei MetaRstifteil
7 zeigt die Fig. 3.
Die beiden Metallstifte 7 bilden
zusammen ein Parasitärstrahlersystem, dessen angeregte Strahlung in Richtung
auf das Erregersystem gebündelt ist. Ist eine Bündelung wünschenswert, die sich
mit zwei Metallstiften 7 nicht mehr erreichen läßt, so kann die Bündelung
in an sich bekannter Weise durch weitere Metallstifte 7 in zueinander geeigneter
Anordnung beliebig erhöht werden.