DE2259082A1 - WIDE-BAND, VERTICALLY POLARIZED ROUND-BEAM ANTENNA - Google Patents
WIDE-BAND, VERTICALLY POLARIZED ROUND-BEAM ANTENNAInfo
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Description
Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung München Messerschmitt-Bölkow-Blohm Society limited liability Munich
Ottobrunn, 9> Nov. 1972 BS61 Bd/ml 7488Ottobrunn, November 9, 1972 BS61 vol / ml 7488
Breitbandige, vertikal polarisierte RundstrahlantenneBroadband, vertically polarized omnidirectional antenna
Die Erfindung betrifft eine breitbandige, vertikal polarisierte Rundstrahlantenne, bestehend aus einer ersten, äußeren hohlzylindrischen Metallfläche, die durch einen umlaufenden Ringschlitz in einer senkrecht zur Achse stehenden Ebene in zwei Hohlzylinderringe von der Höhe 1/4 oder 1/2 der Wellen-The invention relates to a broadband, vertically polarized one Omnidirectional antenna, consisting of a first, outer hollow cylindrical metal surface, which is surrounded by a Ring slot in a plane perpendicular to the axis in two hollow cylinder rings with a height of 1/4 or 1/2 of the shaft
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länge unterteilt ist, wobei der Ringschlitz über mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte Dreileitersymmetrierungen gespeist ist, sowie einer zweiten hohlzylindrischen Metallfläche, die innerhalb der ersten koaxial als Systemträger angeordnet ist.length is divided, with the ring slot over several, three-wire symmetrization evenly distributed over the circumference is fed, as well as a second hollow cylindrical metal surface, which is arranged coaxially within the first as a system carrier.
Für bestimmte Anwendungsfälle, z.B. in der Raumfahrt sind Antennen mit guter Rundstrahlcharakteristik in einer Ebene bei mittlerem Gewinn erforderlich. Neben hoher mechanischer Stabilität wird bei vielen Raumsonden, z.B. der Sonnensonde eine extreme Temperaturbelastung, ungefähr von -800C bis +2000C gefordert. Häufig sind die Antennenabmessungen, insbesondere der Durchmesser vorgegeben. Bei vielen Satelliten müssen mehrere Antennen übereinander angeordnet und am Ende des Antennenauslegers muß noch ein Magnetometer angebracht werden. Die erforderlichen Zuleitungen für die oberen Antennen und das Magnetometer müssen dann im Innenraum der unteren Antennen verlegt werden.For certain applications, e.g. in space travel, antennas with good omnidirectional characteristics in one plane with medium gain are required. In addition to high mechanical stability, for example, is about the required solar probe an extreme temperature load from -80 0 C to +200 0 C for many space probes. The antenna dimensions, in particular the diameter, are often specified. With many satellites several antennas have to be arranged one above the other and a magnetometer has to be attached to the end of the antenna boom. The necessary supply lines for the upper antennas and the magnetometer must then be laid in the interior of the lower antennas.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Schlitzstrahler zu verwenden, die aus zwei koaxialen hohlzylindrischen Metallflächen bestehen, wobei die äußere hohlzylindrische Metallfläche in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse einen umlaufenden Ringschlitz enthält und die innere als Systemträger dient. Dabei bilden jeweils zwei durch einen Ringschlitz getrennte Hohlzylinderringe ein Schlitzstrahlerelement. Zur Bündelung der Strahlung in einer zur Zylinderachse senkrechten Ebene werden mehrere solcher Elemente koaxial übereinander zu einem collinearen System angeordnet, wobei die innere, durchgehende hohlzylindrische Metallfläche als gemeinsames Tragrohr dient (vgl. DOS 1 441 614; Jasik, Antenna Engineering, Handbook, McGraw-Hill Book Company, New York, 1961, S. 26-2 bis 26-4 sowie Silver, Microwave Antenna Theory and Design, McGraw-Hill Book Company, New York, 1949, S.309).It is known that slot radiators can be used to meet these requirements to use, which consist of two coaxial hollow cylindrical metal surfaces, the outer hollow cylindrical Metal surface in a plane perpendicular to the cylinder axis contains a circumferential ring slot and the inner as System carrier serves. In each case two hollow cylinder rings separated by an annular slot form a slot radiator element. Several such elements are used to focus the radiation in a plane perpendicular to the cylinder axis arranged coaxially one above the other to form a collinear system, the inner, continuous hollow cylindrical metal surface serves as a common support tube (see DOS 1 441 614; Jasik, Antenna Engineering, Handbook, McGraw-Hill Book Company, New York, 1961, pp. 26-2 to 26-4 and Silver, Microwave Antenna Theory and Design, McGraw-Hill Book Company, New York, 1949, p.309).
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BAD ORIGlNAtBATHROOM ORIGlNAt
Bei der in der genannten DOS beschriebenen, breitbandigen Rundstrahlantenne mit vertikaler Polarisation beträgt der Abstand zwischen zwei Schlitzstrahlerelementen ungefähr eine Wellenlänge, und der Abstand zwischen der inneren und der äußeren hohlzylindrischen Metallfläche 0,2 bis 0,12 Wellenlängen. Die äußeren Hohlzylinderringe sind über schmale Bügel an der inneren hohlzylindrischen Metallfläche befestigt. Die in den beiden anderen genannten Druckschriften angegebenen Rundstrahl antennen benutzen dp.e beiden Außenleiter der Dreileitersytnmetrierungen zur Abstandshalterung der äußeren Hohlzylinder. Diese bekannten Rundstrahlantennen erfüllen jedoch nicht die in der Luft- und Raumfahrt erforderlichen mechanischen Stabilitätsanforderungen. Eine Verstärkung der Stützen ist nicht ohne gleichzeitige Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der Rundstrahlantenne möglich.In the case of the broadband omnidirectional antenna with vertical polarization described in the above-mentioned DOS, the Distance between two slot radiator elements approximately one wavelength, and the distance between the inner and the outer hollow cylindrical metal surface 0.2 to 0.12 wavelengths. The outer hollow cylinder rings are over narrow brackets attached to the inner hollow cylindrical metal surface. The ones given in the other two publications mentioned Omnidirectional antennas use both outer conductors of the Three-wire system to hold the outer hollow cylinders apart. These known omnidirectional antennas meet but not the mechanical stability requirements required in the aerospace industry. A reinforcement of the Support is not possible without a simultaneous deterioration in the electrical properties of the omnidirectional antenna.
Auch der Einbau eines toroidförmigen Dielektrikums zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit bringt Nachteile. Für Raumsonden, z.B. für die Sonnensonde muß ein verlustarmes Dielektrikum gefunden werden, das mindestens 2000C verträgt. Außerdem ist es sehr schwierig, insbesondere bei thermischen und mechanischen Beanspruchungen, einen guten Kontakt zwischen Dielektrikum und Metalloberfläche zu erreichen. Bei großen Temperaturschwankungen tritt infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Dielektrikum ein Luftspalt auf. Da die elektrische Feldstärke im Luftspalt höher ist als im Dielektrikum, kann ein Durchschlag erfolgen. Ferner wird die Antenne sehr frequenzempfindlich, insbesondere bei Ausführung als Koaxialleitungsstrahler (vgl. hierzu auch Silver, aaO).The installation of a toroidal dielectric to increase the mechanical strength also has disadvantages. For space probes, for example for the solar probe, a low-loss dielectric must be found that can withstand at least 200 ° C. In addition, it is very difficult, especially with thermal and mechanical loads, to achieve good contact between the dielectric and the metal surface. In the event of large temperature fluctuations, an air gap occurs due to the different expansion coefficients of metal and dielectric. Since the electric field strength in the air gap is higher than in the dielectric, a breakdown can occur. Furthermore, the antenna is very sensitive to frequency, especially when it is designed as a coaxial line radiator (cf. also Silver, loc. Cit.).
Bereits die Montage der Hohlzylinderringe mit konstanter Schlitzbreite über den gesamten Ringschlitz bereitet Schwierigkeiten. Jede Veränderung der meist sehr schmalen Schlitzbreite oder eine Exzentrizität der Hohlzylinderringe bringt erhebliche Abweichungen im Strahlungs- und Impedanzdiagramm.Even the assembly of the hollow cylinder rings with a constant slot width over the entire ring slot causes difficulties. Any change in the usually very narrow slot width or an eccentricity of the hollow cylinder rings brings about considerable deviations in the radiation and impedance diagram.
' AO 9 8 23/06 18 -4-'AO 9 8 23/06 18 -4-
BAD ORiGiNAt.BAD ORiGiNAt.
Die in der genannten DOS beschriebene Rundstrahlantenne wird über Zweidrahtleitungen gespeist, die auf der Innenseite der Hohlzylinderringe verlegt sind. Bei vielen Einspeisestellen und mehreren Ringschlitzen wird dieses System sehr kompliziert und unübersichtlich, zumal noch Impedanzwandler und konzentrierte Blindelemente in das Speiseleitungssystem eingefügt werden müssen·The omnidirectional antenna described in the above-mentioned DOS is fed via two-wire cables that are on the inside of the Hollow cylinder rings are laid. With many feed points and several ring slots, this system becomes very complicated and confusing, especially since impedance converters and concentrated dummy elements have been added to the feeder system Need to become·
Bei den in den beiden anderen genannten Druckschriften beschriebenen Rundstrahlantennen ist der Raum innerhalb der zweiten hohlzylindrischen Metallfläche als Hohlleiter oder Koaxialleiter ausgebildet· Die Hochfrequenzenergie wird über Sonden ausgekoppelt und den Ringschlitzen zugeführt. Damit bei vorgegebener Frequenz eine Welle angeregt werden kann, muß der Hohlleiter einen entsprechenden Durchmesser aufweisen. Bei Ausführung als Koaxialleiter muß mit Rücksicht auf den Wellenwiderstand ein bestimmtes DurchmesserverhUltnis von Außen- zu Innenleiter eingehalten werden· Wählt man den Durchmesser des Innenleiters so groß, daß in seinem Innenraum Fremdkabel verlegt werden können, so wird häufig der Durchmesser der Antenne im Verhältnis zur Wellenlänge zu groß. In beiden Fällen besteht keine Möglichkeit, stärkere Versorgungsleitungen für oberhalb der Rundstrahlantenne angeordnete Komponenten innerhalb der hohlzylindrischen Metallflächen in der Nähe der Systemachse zu verlegen.In the case of those described in the other two publications mentioned Omnidirectional antennas are the space within the second hollow cylindrical metal surface as a waveguide or Coaxial conductor designed · The high-frequency energy is decoupled via probes and fed to the ring slots. In order to If a wave can be excited at a given frequency, the waveguide must have a corresponding diameter. When designed as a coaxial conductor, a certain diameter ratio of Outer to inner conductor are adhered to · If one chooses the diameter of the inner conductor so large that in its interior If third-party cables can be laid, the diameter of the antenna is often too large in relation to the wavelength. In both cases it is not possible to use stronger supply lines for those above the omnidirectional antenna Laying components within the hollow cylindrical metal surfaces in the vicinity of the system axis.
Ist der Durchmesser der Rundstrahlantenne groß im Vergleich zur Wellenlänge, so ergibt die Verwendung von Ringschlitzen bei diskreter Speisung eine starke Unrundheit im Strahlungsdiagramm. Bei Ringschlitzen ist das Strahlungsdiagramm im Azimut nur durch die Zahl der Koppelstellen und den Durchmesser der Rundstrahlantenne beeinflußbar. Außerdem ist eine breitbandige Ankoppelung der Ringschlitze kaum möglich.If the diameter of the omnidirectional antenna is large compared to the wavelength, the use of ring slots results with discrete feed a strong ovality in the radiation diagram. In the case of ring slots, the radiation diagram in azimuth is only determined by the number of coupling points and the diameter the omnidirectional antenna can be influenced. In addition, broadband coupling of the ring slots is hardly possible.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antenne mit guter Rundstrahlcharakteristik in einer Ebene und großer Bandbreite zu schaffen, wobei die Güte der Rundstrahlung, nahe-* zu unabhängig vom Durchmesser der Antenne ist, die bei leichter Montierbarkeit eine hohe mechanische und thermische Festigkeit aufweist, deren Speisesystem einfach und unempfindlich ist und deren Aufbau die Verlegung fremder Versorgungsleitungen innerhalb der Antennenstruktur, insbesondere in der Nähe der Systemachse, erlaubt.The invention is based on the object of providing an antenna with good omnidirectional characteristics in one plane and large To create bandwidth, whereby the quality of the omnidirectional radiation, near- * is too independent of the diameter of the antenna, which is easy to assemble and has high mechanical and thermal strength has, the feeding system of which is simple and insensitive and the structure of which is the laying of external supply lines within the antenna structure, especially in the Near the system axis, allowed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelö3t, daß der . Ringschlitz in gleichmäßig am Umfang verteilte Einzelschlitze unterteilt ist, die Rechteckform besitzen, oder sich konisch oder stufenförmig erweitern, oder als Dumbbell-Schlitze ausgebildet sind, daß jeder Einzelschlitz über eine Dreileitersymmetrierung gespeist ist, daß innerhalb der ersten beiden hohlzylindrischen Metallflächen eine ein·oder mehrere Koaxialleiter und erforderlichenfalls auch andere Leiter umfassende dritte hohlzylindrische Metallfläche koaxial angeordnet ist, wobei die zweite und die dritte höh!zylindrische Metallfläche als Speisekoaxialsystem der Antennenanordnung ausgebildet sind und die Innenleiter der Dreileitersymmetrierungen durch Bohrungen in der zweiten hohlzylindrischen Metallfläche berUhrungsfrei durch diese hindurchgeführt und kapazitiv oder galvanisch an die dritte hohlzylindrische Metallfläche angekoppelt sind.This object is achieved according to the invention in that the. Ring slot into individual slots evenly distributed around the circumference is divided, have the rectangular shape, or conical or expand in steps, or designed as dumbbell slots are that each individual slot has a three-wire symmetry is fed that one or more coaxial conductors within the first two hollow cylindrical metal surfaces and if necessary also other conductors comprising third hollow cylindrical metal surface is arranged coaxially, the second and the third high cylindrical metal surface are designed as a feed coaxial system of the antenna arrangement and the inner conductors of the three-wire symmetrization through bores contact-free in the second hollow-cylindrical metal surface passed through this and coupled capacitively or galvanically to the third hollow cylindrical metal surface are.
Eine Bündelung der Strahlung in einer Ebene durch die Systemachse wird dadurch erreicht, daß zwei Hohlzylinderringe mit dazwischen angeordneten Einzelschlitzen als zylinderförraiges Rundstrahlerelement ausgebildet sind, daß mehrere solcher Rundstrahlerelemente, deren Höhe ungefähr gleich der halben mittleren Betriebswellenlänge ist, koaxial übereinander in Form einer strahlergruppe angeordnet sind, wobei die einzelnen Rundstrahlerelemente durch umlaufende Ringschlitze getrennt sind·A bundling of the radiation in one plane through the system axis is achieved in that two hollow cylinder rings with individual slots arranged between them as cylindrical rings Omnidirectional elements are designed that several such omnidirectional elements, the height of which is approximately equal to half mean operating wavelength, coaxially one above the other in Arranged in the form of a group of radiators, the individual Omnidirectional radiator elements are separated by circumferential ring slots
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Rundstrahlerelemente ohne trennende Ringschlitze in Form einer durchgehenden hohlzylindrischen Netallfläche aneinandergefügt sind.A further advantageous embodiment of the invention consists in that the omnidirectional radiator elements without separating annular slots in the form of a continuous hollow cylindrical metal surface are joined together.
Die Einspeisung, die nicht auf die erfindungsgemäße Antenne beschränkt ist, erfolgt bei BreitbandausfUhrung derart, daß mindestens ein Koaxialleiter innerhalb der dritten hohlzylindrischen Netallfläche als Speisekoaxialleiter ausgebildet ist, daß der Außenleiter des Speisekoaxialleiters mit der dritten hohlzylindrischen Metallfläche und der Innenleiter leitend mit der zweiten hohlzylindrischen Metallfläche verbunden sind.The feed, which is not limited to the antenna according to the invention, takes place in the case of the broadband version in such a way that at least one coaxial conductor is designed as a feed coaxial conductor within the third hollow cylindrical netall area, that the outer conductor of the feed coaxial conductor with the third hollow cylindrical metal surface and the inner conductor conductive are connected to the second hollow cylindrical metal surface.
Um die Einspeisung bei fertigmontierter Antennenanordnung einfach von außen montieren zu können und zur Erzielung elektrischer Vorteile ist die Anordnung zur Einspeisung von Strahlergruppen gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so ausgelegt, daß der koaxiale Anschluß zur Einspeisung in der Mitte der Strahlergruppe angeordnet 1st, daß der Außenleiter des Speisekoaxialleiters mit der dritten hohlzylindrischen Metallfläche über einen diese durchdringenden Hohlzylinderfortsatz leitend von außen verschraubt ist, daß der Innenleiter des Speisekoaxialleiters mittels eines von außen anschraubbaren Hohlzylinders koaxial durch den Hohlzylinderfortsatz herausgeführt und mittels einer weiteren Schraubverbindung leitend von außen mit der zweiten hohlzylindrischen Metallfläche verschraubt ist und, daß zur Einstellung der Amplituden- und Phasenverhältnisse auf dem Speisekoaxialleiter •ine justier- und fixierbare Kurzschlußebene am freien Ende des Speisekoaxialleiters in einer Entfernung von ca· 1/4 der mittleren Betriebswellenlänge vorgesehen ist.In order to be able to easily mount the feed from the outside when the antenna arrangement is fully assembled and to achieve electrical advantages, the arrangement for feeding in radiator groups according to a further embodiment of the invention is like this designed so that the coaxial connection for the feed is arranged in the middle of the radiator group, that the outer conductor of the feed coaxial conductor is screwed conductively from the outside to the third hollow cylindrical metal surface via a hollow cylinder extension penetrating this, that the inner conductor of the feed coaxial conductor is led out coaxially through the hollow cylinder extension by means of a hollow cylinder that can be screwed on from the outside and conductively from the outside with the second hollow cylindrical extension by means of a further screw connection Metal surface is screwed and that for setting the amplitude and phase relationships on the feed coaxial conductor • an adjustable and fixable short-circuit level at the free end of the feed coaxial conductor at a distance of about 1/4 of the medium operating wavelength is provided.
Die mit der Erfindung ersielten Vorteile bestehen darin, daß in einer Ebene eine gute Rundstrahlcharakteristik auftritt, die weltgehend unabhängig vom Verhältnis Antennendurchmesser sur Wellenlänge 1st· Die Verwendung von Einzelschiltsen undThe advantages obtained with the invention are that A good omnidirectional radiation pattern occurs in one plane, regardless of the antenna diameter ratio sur wavelength 1st · The use of single lenses and
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verschiedener geometrischer Schlitzformen ergibt optimale Breitbandanpassung. Außerdem kann, falls erforderlich, durch verschiedene Längen der Einzelschlitze die Symmetrie verbessert oder eine gewünschte Unsymmetrie im Strahlungsdiagramm erzeugt werden. Dur.ch Ausbildung als Einzelschlitze und Verwendung größerer Antennendurchmesser, was durch die Unabhängigkeit der Güte der Rundstrahlcharakteristik vom Verhältnis Antennendurchmesser/Wellenlänge möglich ist, erzielt man insbesondere bei Ausführung ohne trennende Ringschlitze zwischen den Strahlerelementen sehr hohe mechanische Festigkeit. Die durchgehende äußere hohlzylindrische Metallfläche bringt eine weitere Versteifung. Infolge der erfindungsgemäßen Speiseanordnung können Fremdkabel innerhalb der Antennenstruktur in der Nähe der Systemachse geführt und gleichzeitig kann eine Breitbandverkabelung vorgenommen werden, die auch nach Endmontage der Antennenanordnung von außen zugänglich ist. Durch Sonden oder andere Anschlußstücke hervorgerufene StOrimpedanzen können teilweise durch Kurzschlußebenen an beiden Enden der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne zwischen der zweiten und der dritten hohlzylindrischen Metallfläche kompensiert werden. Da kein Dielektrikum verwendet wird, besitzt die erfindungsgemäße Antenne auch eine hohe thermische Festigkeit· Außerdem werden alle atmosphärischen Aufladungen sicher abgeleitet, da sämtliche Teile der Antenne auf Masse liegen. Die erfindungsgemäße Rundstrahlantenne könnte auch ohne die dritte höh!zylindrische Metallfläche über eine Hohlleiteranordnung gespeist werden. Ebenso könnte die dritte hohlzylindrische Metallfläche als Außenleiter einer Speisekoaxialleitung verwendet werden. Es gehen aber dann die Vorteile der Breitbandverkabelung und der Fremdkabelverlegung nahe der Systemachse verloren.different geometric slot shapes results in optimal broadband matching. In addition, if necessary, through Different lengths of the individual slots improves the symmetry or a desired asymmetry can be generated in the radiation diagram. Dur.ch training as single slots and Use of larger antenna diameters, which is due to the independence the quality of the omnidirectional characteristic from the ratio of antenna diameter / wavelength is achieved very high mechanical strength, especially in the case of the design without separating ring slots between the radiator elements. The continuous outer hollow cylindrical metal surface provides additional stiffening. As a result of the feed arrangement according to the invention Third-party cables can be routed within the antenna structure near the system axis and at the same time broadband cabling can be made, which is accessible from the outside even after final assembly of the antenna arrangement. Interference impedances caused by probes or other connectors can partially by short-circuit levels at both ends of the omnidirectional antenna according to the invention between the second and third hollow cylindrical metal surfaces are compensated. Since no dielectric is used, has the antenna according to the invention also has high thermal resistance · In addition, all atmospheric charges are safe derived because all parts of the antenna are grounded. The omnidirectional antenna according to the invention could also be used without the third high cylindrical metal surface over a waveguide arrangement be fed. The third hollow cylindrical metal surface could also be used as the outer conductor of a feed coaxial line be used. But then the advantages of the Broadband cabling and the laying of third-party cables near the system axis are lost.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen :An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it :
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Fig. la die erfindungsgemäße Rundstrahlantenne mit Strahlerelementen mit einer Höhe von ca. 1/2 der Wellenlänge;Fig. La the omnidirectional antenna according to the invention with radiator elements with a height of about 1/2 the wavelength;
Fig. Ib die erfindungsgemäße Rundstrahlantenne mit durchgehender äußerer hohlzylindrischer Metallfläche; Fig. Ib with the omnidirectional antenna according to the invention continuous outer hollow cylindrical metal surface;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Speiseanordnung in der Mitte einer Strahlergruppe.FIG. 2 shows the feed arrangement according to the invention in FIG Center of a radiator group.
Figur la zeigt eine Rundstrahlantenne, bei welcher ein Strahlerelement 12 eine Höhe von ca. 1/2 der Wellenlänge aufweist. Jedes Strahlerelement 12 enthält in einer zur Zylinderachse senkrechten Ebene gleichmäßig am Umfang verteilte, rechteckförmige Einzelschlitze 4. Jeder Einzelschlitz 4 wird über eine Dreileitersymmetrierung 589 gespeist. Die Außenleiter 8 und 9 der Dreileitersymmetrierungen dienen zugleich zur Abstandshalterung von einem koaxial zu den Strahlerelementen 12 angeordneten hohlzylindrischen Metallfläche 10. Eine weitere hohlzylindrische Metellfläche 14, in deren Innenraum mehrere Koaxialleitet 15 und 16 verlaufen, ist koaxial im Innenraum der hohlzylindrischen Metallfläche 10 angeordnet. Der Innenleiter 5 Jeder Dreileitersymmetrierung ist an einem Ende Jeweils mit einer in den Einzelschlitz hineinragenden Nase 7 leitend verbunden. Durch Bohrungen in der hohlzylindrischen Metallfläche 10 ist jeder Innenleiter 5 berührungsfrei hindurchgeführt und mit der dritten hohlzylindrischen Metallfläche 14 leitend verbunden. Die einzelnen Strahlerelemente sind durch Ringschlitze 3 voneinander getrennt.Figure la shows an omnidirectional antenna in which a radiator element 12 has a height of approximately 1/2 the wavelength. Each radiator element 12 contains in a plane perpendicular to the cylinder axis evenly distributed on the circumference, rectangular individual slots 4. Each individual slot 4 is fed via a three-wire balancing 589. The outer conductors 8 and 9 of the three-wire symmetrization serve at the same time for spacing a hollow cylindrical metal surface 10 arranged coaxially to the radiator elements 12. Another hollow cylindrical metal surface 14, in the interior several coaxial lines 15 and 16 run, is arranged coaxially in the interior of the hollow cylindrical metal surface 10. The inner conductor 5 of each three-wire symmetry is at one end with a protruding into the individual slot Nose 7 conductively connected. Each inner conductor 5 is free of contact through bores in the hollow cylindrical metal surface 10 passed through and conductively connected to the third hollow cylindrical metal surface 14. The individual radiator elements are separated from one another by ring slots 3.
In Figur Ib ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rundstrahlantennf! dargestellt, die im wesentlichen den genau gleichen Aufbau wie Figur la zeigt. Es fehlen lediglich die trennenden Ringschlitze 3. Der Abstand zwischen zv/ei ringförmig angeordneten Einzelschlitzzeilen beträgt es. 1/2 der mittleren Betriebswellen.länge.In Figure Ib is a second embodiment of an omnidirectional antenna! shown, which shows essentially the same structure as Figure la. Only the separating ring slits 3 are missing. The distance between two rows of individual slits arranged in a ring is the same. 1/2 of the mean operating wavelength.
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In Figur 2 ist eine Speiseanordnung dargestellt, die sich in der Mitte einer Strahlergruppe befindet. Der Koaxialleiter 16 mündet in einen Hohlzylinder 20, der zusammen mit einem . Innenleiter 21 einen Koaxialleiter bildet. Der Außenleiter des Koaxialleiters 16 ist leitend mit dem Hohlzylinder,der Innenleiter mit dem Innenleiter 21 leitend verbunden. Der Hohlzylinder 20 tangiert die hohlzylindrische Metallfläche Durch eine Bohrung in der hohlzylindrischen Metallfläche 14 ist ein rechtwinklig angesetzter Hohlzylinderfortsatz 23 des Hohlzylinders 20 herausgeführt und mit einer Schraubverbindung 24 von außen an der hohlzylindrischen Metallfläche 14 ♦ befestigt. Im Hohlzylinderfortsatz 23 wird koaxial der Innenleiter 21 über einen weiteren Fortsatz mit Innengewinde 26, einer Schraubverbindung 31 und einem Hohlzylinder 27 mit stufenförmiger Erweiterung 28 herausgeführt. Der Hohlzylinder ist durch eine Bohrung in der hohlzylindrischen Metallfläche 10 hindurchgeführt und mittels eines Flansches 29 von außen leitend mit der hohlzylindrischen Metallfläche 10 verschraubt. Im Abstand von ca. 1/4 der mittleren Betriebswellenlänge ist im innersten Koaxialleiter, dem Speisekoaxialleiter 20,21 eine justier- und fixierbare Kurzschlußebene zur Kompensation einer durch die Einspeiseanordnung verursachten Fehlanpassung vorgesehen. In Figure 2, a feed arrangement is shown, which is located in the middle of a radiator group. The coaxial conductor 16 opens into a hollow cylinder 20, which together with a. Inner conductor 21 forms a coaxial conductor. The outer conductor of the coaxial conductor 16 is conductively connected to the hollow cylinder, the inner conductor is conductively connected to the inner conductor 21. Of the Hollow cylinder 20 is tangent to the hollow cylindrical metal surface through a hole in the hollow cylindrical metal surface 14 is a right-angled hollow cylinder extension 23 of the hollow cylinder 20 led out and with a screw connection 24 attached from the outside to the hollow cylindrical metal surface 14 ♦. The inner conductor becomes coaxial in the hollow cylinder extension 23 21 via a further extension with internal thread 26, a screw connection 31 and a hollow cylinder 27 with a stepped Extension 28 brought out. The hollow cylinder is through a hole in the hollow cylindrical metal surface 10 and screwed conductively from the outside to the hollow cylindrical metal surface 10 by means of a flange 29. At a distance of approximately 1/4 of the mean operating wavelength there is one in the innermost coaxial conductor, the feed coaxial conductor 20, 21 adjustable and fixable short-circuit level is provided to compensate for a mismatch caused by the feed arrangement.
Die äußerste hohlzylindrische Metallfläche enthält die Schlitzstrahler, die eine vertikal polarisierte, elektromagnetische Welle abstrahlen. Die nächste hohlzylindrische Metallfläche dient als Systemträger, Außenleiter des Speisekoaxialsystems der Antennenanordnung und Reflektor. An dieser Metallfläche liegt der Innenleiter des Speisekoaxialleiters an. Der nächst innere Hohlzylinder bildet den Innenleiter des Speisekoaxialsystems der Antennenanordnung. Er ist mit dem Außenleiter des Speisekoaxialleiters verbunden.The outermost hollow cylindrical metal surface contains the slot radiators, which emit a vertically polarized electromagnetic wave. The next hollow cylindrical metal surface serves as a system carrier, outer conductor of the feed coaxial system, the antenna arrangement and reflector. On this metal surface the inner conductor of the feed coaxial conductor is in contact. The next inner hollow cylinder forms the inner conductor of the feed coaxial system the antenna arrangement. It is connected to the outer conductor of the feed coaxial conductor.
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BATH ORIGINAL
Ohne den E.rfindungsgedanken zu verlassen, kann die erfindungsgemäße Rundstrahlantenne auch für horizontale Polarisation ausgebildet werden.Without leaving the idea of the invention, the inventive Omnidirectional antenna can also be designed for horizontal polarization.
Die erfindungsgemäße Einspeisevorrichtung ist nicht nur auf Antennen der vorstehend beschriebenen Art beschränkt, sondern gilt allgemein für einzelne Strahlerelemente oder Strahlergruppen. The feed device according to the invention is not only on Antennas of the type described above are limited, but generally applies to individual radiator elements or radiator groups.
Bevorzugte Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne sind die Luft- und Raumfahrt, sowie für mobile und stationäre Telemetriestationen. Besonders geeignet ist die beschriebene Rundstrahlantenne für die Anordnung mehrerer Antennen übereinander. Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet findet die Antenne als Primärstrahler für Reflektorantennen, insbesondere Zylinderparabolantennen.Preferred areas of application of the omnidirectional antenna according to the invention are the aerospace industry, as well as for mobile and stationary telemetry stations. Is particularly suitable the omnidirectional antenna described for the arrangement of several antennas one above the other. Another advantageous area of application finds the antenna as a primary radiator for reflector antennas, especially cylindrical parabolic antennas.
Patentansprüche:Patent claims:
-11--11-
409823/06 1 8
BAD ORIGINAL409823/06 1 8
BATH ORIGINAL
Claims (1)
BAD ORIGINALUJ 9823/0618
BATH ORIGINAL
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