DE1132987B

DE1132987B - Rotating parabolic antenna

Info

Publication number: DE1132987B
Application number: DER23176A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Reinhold Huber
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1958-04-21
Filing date: 1958-04-21
Publication date: 1962-07-12

Description

Rotationsparabolantenne Für Richtfunkverbindungen sind bekanntlich schon seit langem Rotationsparabolantennen im Gebrauch. Für kleinere Wellenlängen sind deren Reflektoren meist aus einem Stück gefertigt, während die weit ausladenden Reflektoren von grundsätzlich gleicher Gestaltung, die für größere Wellenlängen in Betracht kommen, mosaikartig aus Flächenstücken zusammengesetzt sind.Rotary parabolic antenna for directional radio links are known Rotary parabolic antennas have been in use for a long time. For smaller wavelengths their reflectors are mostly made of one piece, while the wide ones Reflectors of basically the same design that are used for longer wavelengths come into consideration, are composed of tiles like a mosaic.

Für diese mosaikartige Zusammenfügung haben bisher ausschließlich mehrfach gekrümmte Flächenstücke Verwendung gefunden. Das Rotationsparaboloid wurde auf diese Weise praktisch ideal nachgebildet, denn sowohl in der Ebene der Erzeugenden als auch senkrecht zu ihr sind diesen Flächenstücken die jeweils in Betracht kommenden Krümmungen eingeprägt worden.For this mosaic-like assembly, only multiple curved patches of surface found use. The paraboloid of revolution was in this way practically ideally reproduced, because both in the level of the generators as well as perpendicular to it, these patches are the ones to be considered in each case Curvatures have been impressed.

Durch die eben geschilderte mehrfache Krümmung der einzelnen Flächenstücke war ihre Fertigung umständlich und teuer. Darüber hinaus erforderte ihre bereits erwähnte Aneinanderfügung zu einem praktisch idealen Paraboloid eine sehr sorgfältige Montagearbeit mit wiederum entsprechendem Aufwand.Due to the multiple curvature of the individual surface pieces just described their production was cumbersome and expensive. In addition, their already required mentioned joining into a practically ideal paraboloid a very careful one Assembly work with again corresponding effort.

Bei Zylinderparabolantennen ist es an sich bereits bekannt, die Reflektorfläche aus ebenen Metallplatten aufzubauen und die Breite dieser Platten klein gegenüber dem Reflektordurchmesser zu wählen.In the case of cylindrical parabolic antennas, it is already known per se, the reflector surface to build from flat metal plates and the width of these plates is small compared to to choose the reflector diameter.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache und billig herstellbare Rotationsparabolantenne mit guten elektrischen Eigenschaften zu schaffen.It is the object of the invention to provide a simple and inexpensive to manufacture To create a rotating parabolic antenna with good electrical properties.

Ausgehend von einer Rotationsparabolantenne, deren Reflektorfläche aus Flächenstücken mosaikartig zusammengesetzt ist, schlägt die Erfindung vor, die Größe der Flächenstücke, die allenfalls in nur einer Richtung gekrümmt, vorzugsweise sogar eben sind, derart zu wählen, daß jedes Flächenstück einerseits an seinen Rändern und andererseits in seinem Mittelteil von der idealen Parabolfläche aus nach entgegengesetzten Richtungen hin gleiche Abstände von maximal 0,1 @ aufweist.Based on a rotating parabolic antenna, its reflector surface is composed of patches like a mosaic, the invention proposes that Size of the patches, which are curved in only one direction, preferably are even even to choose such that each piece of surface on the one hand at its edges and on the other hand, in its central part, from the ideal parabolic surface towards the opposite Directions have equal distances of a maximum of 0.1 @.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. In ihrer Fig. 1. ist dabei zunächst von dem bekannten Aufbau eines einschlägigen Reflektors aus mosaikartig aneinandergefügten Flächenstücken ausgegangen; Fig. 2 gibt den halben Aufbau eines solchen Reflektors bei Betrachtung seiner konkaven Seite in Richtung der Paraboloidachse wieder, wenn in einer erfindungsgemäßen Ausführung ebene Flächenstücke verwendet sind; Fig. 3 zeigt dafür eine beispielsweise zweckmäßige Art der Aneinanderfügung solcher Flächenstücke; in Fig. 4 ist schließlich wiederum die halbe Ansicht des Reflektors bei Betrachtung seiner konkaven Seite in der Achsrichtung für den erfindungsgemäßen Fall gezeigt, daß die Flächenstücke sektorförmig gestaltet sind.Further features of the invention are in the description below explained on the basis of the drawing. In their Fig. 1. is first of the known Construction of a relevant reflector from flat pieces joined together like a mosaic went out; Fig. 2 gives half the construction of such a reflector when viewed its concave side in the direction of the paraboloid axis again when in an inventive Execution of flat patches are used; Fig. 3 shows an example for this expedient way of joining such flat pieces; in Fig. 4 is finally again the half view of the reflector looking at its concave side shown in the axial direction for the case according to the invention that the surface pieces are designed sector-shaped.

Nach Fig. 1 ist der als Rotationsparaboloid gestaltete Antennenreflektor 1 auf seiner gesamten konkaven Seite 2 so aus einzelnen Flächenelementen, z. B. 4 bis 6, zusammengesetzt, wie es sich aus der Darstellung innerhalb der Bruchlinie 3 ergibt. Die Flächenstücke 4 bis 6 sind hier in der bereits eingangs bezeichneten bekannten Weise ausgebildet, d. h. einerseits in der durch die Erzeugende des Paraboloids bestimmten Ebene und andererseits quer dazu in genauer Anpassung an die geometrische Gestaltung des Paraboloids gekrümmt.According to FIG. 1, the antenna reflector designed as a paraboloid of revolution is shown 1 on its entire concave side 2 so from individual surface elements, for. B. 4 to 6, composed as can be seen from the illustration within the fault line 3 results. The patches 4 to 6 are here in the already mentioned known manner, d. H. on the one hand in that of the generatrix of the paraboloid certain plane and on the other hand transversely to it in precise adaptation to the geometric Curved shape of the paraboloid.

Bei Betrachtung der konkaven Seite des Paraboloids 1 in Richtung des Pfeiles Z ergibt sich ein Kreisnetz, wie es zur Hälfte in Fig. 2 dargestellt ist. Bei diesem Kreisnetz sind jedoch in Abweichung von den bereits behandelten Flächenstücken 4 bis 6 nach Fig. 1 erfindungsgemäß solche verwendet, die nach keiner Richtung gekrümmt, also völlig eben sind. Die Größe dieser als gedrungene Trapeze ausgeführten Flächenstücke nimmt zum Scheitel S des Paraboloids hin ab. Während also die Flächenstücke 7 bis 9 am Rand des Paxaboloids gleiche Größe und gleiche Gestaltung aufweisen, verringert sich der Flächeninhalt zum Scheitel S hin, wodurch die Flächenstücke 10 bis 12, die dem Scheitel S schon nahe benachbart sind, in ihrer Größe erheblich geringer sind.When looking at the concave side of the paraboloid 1 in the direction of the Arrow Z results in a circular network, half of which is shown in FIG. In this circular network, however, there are deviations from the areas of area already dealt with 4 to 6 of FIG. 1 according to the invention those used which are not curved in any direction, so they are completely flat. The size of these flat pieces designed as squat trapezoids decreases towards the vertex S of the paraboloid. So while the patches 7 to 9 have the same size and design at the edge of the paxaboloid, reduced the area moves towards the vertex S, whereby the areas 10 to 12, which are already close to the vertex S are considerably smaller in size are.

Der gedrungene Aufbau jedes Flächentrapezes ergibt sich dadurch, daß deren Seitenlängen annähernd gleich sind. Es ist dabei jedoch zu beachten, daß die Seitenlänge der dem Rand benachbarten Trapeze, also z. B. der Flächenstücke 7 bis 9, größer ist als die mittlere Länge der innen gelegenen Flächenstücke, wie z. B. 10 bis 12. Die Abnahme der Flächengröße zum Scheitelpunkt S hin ergibt sich aus der in dieser Richtung zunehmenden Krümmung des Paraboloids. Um nämlich trotz seines Aufbaues aus ebenen Flächenstücken 7 bis 12 ein günstiges Reflexionsverhalten zu erzielen, ist die geschilderte Verringerung der Flächengröße zum Scheitelpunkt S hin vorteilhaft.The compact structure of each area trapezoid results from the fact that whose side lengths are approximately the same. It should be noted, however, that the Side length of the trapezoids adjacent to the edge, so z. B. the patches 7 to 9, bigger than that mean length of the interior patches of land, such as B. 10 to 12. The decrease in the area size towards the vertex S results from the increasing curvature of the paraboloid in this direction. To namely despite its structure from flat surface pieces 7 to 12 a favorable reflection behavior to achieve is the described reduction of the area size to the vertex S advantageous.

Zur Erzielung eines günstigen Reflexionsverhaltens ist es beim Aufbau des aus Fig.2 ersichtlichen Flächennetzes einem weiteren erfinderischen Merkmal entsprechend angezeigt, diese Flächenstücke derart aneinanderzufügen, daß jedes von ihnen einerseits an den Rändern und andererseits in seinem Mittelteil von der Parabolfläche bzw. einer Schnittkurve 13 (vgl. Fig.3) aus nach entgegengesetzten Richtungen hin gleiche Abstände 14 bis 19 aufweist. Mit 20 und 21 sind dabei zwei beispielsweise Flächenelemente bezeichnet.In order to achieve a favorable reflection behavior, it is during the construction of the area network shown in FIG. 2, a further inventive feature appropriately indicated to join these patches together in such a way that each of them on the one hand at the edges and on the other hand in its central part of the Parabolic surface or an intersection curve 13 (see. Fig. 3) from to opposite Has equal distances 14 to 19 towards directions. At 20 and 21 there are two for example, surface elements designated.

Bei der bereits behandelten Verringerung der Flächengröße der Trapezstücke vom Rand des Paraboloids (also z. B. der Elemente 7 bis 9) zum Scheitel hin (also z. B. die Flächenstücke 10 bis 12) empfiehlt es sich, die an Hand von Fig. 3 erörterte Maßnahme durchgehend in der Weise zu verwirklichen, daß die Abstände, z. B. 14 bis 16, durchgehend vom Rand zum Scheitel des Parabols den gleichen absoluten Wert aufweisen. Wird zur Erreichung dieses Zwecks die jeweilige Größe der Flächenstücke entsprechend angepäßt, so läßt sich mit geringstem Aufwand (Verwendung nur ebener Flächenstücke) selbst für größte Reflektorabmessungen ein Paraboloid günstigsten Reflexionsverhaltens erzielen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die erwähnten Abstände, z. B. 14 bis 16, kleiner als 0,1 @ sind.In the case of the already discussed reduction in the area size of the trapezoidal pieces from the edge of the paraboloid (e.g. elements 7 to 9) to the vertex (e.g. surface pieces 10 to 12), it is advisable to use the method shown in Fig. 3 to implement discussed measure consistently in such a way that the distances, z. B. 14 to 16, continuously from the edge to the apex of the parabolic have the same absolute value. If the respective size of the surface pieces is adapted accordingly in order to achieve this purpose, a paraboloid of the most favorable reflection behavior can be achieved with very little effort (using only flat surface pieces) even for the largest reflector dimensions. This is especially the case when the distances mentioned, e.g. B. 14 to 16, are less than 0.1 @.

Nach Fig. 4 ist der Aufbau des Kreisnetzes, welches bei Betrachtung der konkaven Seite des Paraboloids 1 in Richtung des Pfeiles Z (vgl: Fig. 1) ersichtlich ist, aus sektorförmigen Flächenstücken, z. B. 22 bis 24, gebildet. Die einzelnen Sektoren sind hier in einer Richtung gekrümmt, und zwar jeweils in der Ebene der Erzeugenden des Paraboloids. Eine quer dazu verlaufende Krümmung, wie sie bei den bekannten Flächenstücken (z. B. 4 bis 6 in Fig. 1) eingeprägt war, ist bei den erfindungsgemäßen sektorförmigen Flächenstücken 22 bis 24 nicht verwirklicht. In dieser Querrichtung ist vielmehr ein geradliniger Verlauf der Flächenstücke gegeben, wodurch die an Hand der Fig. 3 geschilderte Maßnahme insoweit auch auf die Ausbildung nach Fig. 4 Anwendung finden kann. Es sind dadurch sowohl die Fertigungskosten des einzelnen sektorförmigen Flächenstücks als auch deren Zusammenfügung zu einem geschlossenen Paraboloid erheblich niedriger, was sich besonders bei der Herstellung von Antennenreflektoren für relativ lange Wellen bemerkbar macht.According to Fig. 4, the structure of the circular network, which when viewed the concave side of the paraboloid 1 in the direction of the arrow Z (see: Fig. 1) can be seen is, from sector-shaped patches, z. B. 22 to 24 formed. The single ones Sectors are curved here in one direction, in each case in the plane of Generating the paraboloid. A curvature running transversely to it, as in the known flat pieces (z. B. 4 to 6 in Fig. 1) was embossed, is in the invention sector-shaped patches 22 to 24 are not realized. In this transverse direction rather, a straight course of the patches is given, whereby the on In this respect, the measure described in FIG. 3 also applies to the training according to FIG. 4 can apply. There are thereby both the manufacturing costs of the individual sector-shaped patch as well as joining them together to form a closed one Paraboloid considerably lower, which is particularly useful in the manufacture of antenna reflectors noticeable for relatively long waves.

Die vorstehenden Darlegungen über den Aufbau einer Parabolantenne aus ebenen Flächenstücken ist auf die Anwendung bei Rotationsparaboloiden nicht beschränkt. Sie läßt sich nämlich im gleichen Aufbau aus ebenen Flächenstücken, wie er an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert wurde, auch auf die an sich bekannte zylindrische Parabole anwenden. Es werden hierbei ebenfalls sehr geringe Fertigungskosten und damit die gleichen Vorteile erzielt wie bei den eingehend behandelten Rotationsparabolen.The above explanations about the structure of a parabolic antenna of flat patches of surface is not applicable to paraboloids of revolution limited. In fact, it can be made up of flat patches in the same structure, as explained with reference to FIGS. 2 and 3, also to the cylindrical one which is known per se Apply parabolas. There are also very low manufacturing costs and thus the same advantages achieved as with the parabolic parabolas that have been dealt with in detail.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rotary parabolic antenna, the reflector surface of which is composed of surface pieces like a mosaic, characterized by such a choice of the size of the surface pieces, which are at most curved in only one direction, preferably even flat, that each surface piece on the one hand at its edges and on the other hand in its central part of the ideal parabolic surface has equal distances of a maximum of 0.1 2 in opposite directions.

2. antenna after Claim l, characterized in that the size of the flat surface pieces at compact trapezoidal training towards the vertex (S) of the parabolic decreases (Fig. 2).

3. Antenna according to claim 1, characterized in that the patches (22 to 24) are sector-shaped (Fig.

4). Considered publications: Swiss Patent No. 216 556; U.S. Patent No. 2,572,430; “The Engineer «from

July 5, 1957, pp. 9 and 10.