DE827810C

DE827810C - Reflexionselement fuer Mikrowellen-Richtantenne

Info

Publication number: DE827810C
Application number: DER3496A
Authority: DE
Inventors: Orwald Edward Kienow
Original assignee: Raytheon Manufacturing Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1947-10-17
Filing date: 1950-09-07
Publication date: 1952-01-14
Also published as: US2534271A

Description

Solche Systeme besaßen bisher ein Reflexionselement, im allgemeinen in der Form eines Paraboloids und ein Strahlerelement, wie z.B. ein elektromagnetisches Horn, das im Brennpunkt dieses Paraboloids angeordnet war, wobei die Linie der Richtung des Hauptansprechens dieses Strahlerelementes die Oberfläche des Paraboloids im wesentlichen in dem Scheitelpunkt desselben geschnitten hat.

Die Aufgabe solcher Systeme liegt in dem Abstrahlen von stark gerichteten, zylindrischen oder anders gestalteten Strahlenbündeln von Mikrowelilenenengie. Es wurde jedoch festgestellt, daß infolge der Lage des Strahlerelementes in dem Bereich des abgestrahlten Strahlenbündels die gewünschte Bündelform nicht gänzlich erreicht wurde und die entstehende Verzerrung ein ungewolltes Streuen der Energie dieses Bündels zur Folge hatte, wodurch Ungenauigkeiten in die Berechnungen kamen, die auf die Richtcharakteristik dieses Strahlungsbündels aufgebaut waren. Dies ist besonders störend, wenn soldhe Systeme bei Präzisionsradaranlaigen und bestimmten Arten von Übermittlungsvorrichtungen verwendet werden.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und eine Mikrowellen-Richtantenne von vergrößerter Richtgenauigkeit auf möglichst einfache und vorteilhafte Weise auszuführen.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung in folgender Weise erreicht.

Von einem Körper üblicher Paraboloidform ist ein exzentrischer Abschnitt abgetrennt, wobei dieses Stück kreisrund, elliptisch sein oder irgend-

eine andere Gestalt haben kann. Diese hängt, wie bekannt, von dem endgültigen Querschnitt ab, der von dem abgestrahlten Bündel gewünscht wird. Dieser Abschnitt schließt zweckmäßig, aber nicht notwendigerweise, in seinen Grenzen den Scheitelpunkt des Paraboloids ein, von welchem er abgeschnitten ist, und wo ein solcher Abschnitt den genannten Scheitelpunkt einschließt, sollte das Verhältnis der Entfernungen zwischen dem genannten ίο Scheitelpunkt und den weitesten und nächsten Punkten auf dem Umfang dieses Abschnittes nicht weniger als ungefähr vier zu eins sein.

Vor diesem Abschnitt ist im Brennpunkt des ursprünglichen Paraboloids ein Strahlerelement, z. B. ein elektromagnetisches Horn, angeordnet. Wird ein Strahlerelement mit Richtwirkung verwendet, so wird es zweckmäßig so ausgerichtet, daß die aus dem Strahler austretende Energie diesen Parabelabschnitt so bestreicht, daß die Amplitude der Strahlungsenergie, entlang der Außenbegrenzung des Abschnittes gemessen, überall gleich groß' ist. Bei einer solchen Bauart wird die Interferenz zwischen dem ausgesandten Strahlenbündel und dem Strahlerelement auf ein Mindestmaß reduziert, manchmal sogar vollständig beseitigt; auf jeden Fall auf ein Maß verringert, welches nic'ht wesentlich die gewünschte Abstrahlungsart verzerrt.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Mikrowellen-Richtantenne ist in der Zeichnung gezeigt. Es muß jedoch bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der Zeichnung beschränkt ist und nur zum Zwecke des Verständnisses beschrieben ist, demgemäß Abwandlungen davon im Rahmen der Erfindung und im wahren Geist und Umfang der Ansprüche gemacht werden können.

In der Zeichnung ist Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Mikrowellen-Richtantenne nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 und 3 sind Ansichten für die Verwendung je eines runden und elliptischen Abschnittes aus einem Körper in üblicher Paraboloidform.

Unter Eingehen auf die beispielsweise Ausfü'hrungsform der vorliegenden Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf die Zeichnung bezeichnet das Bezugzeichen 10 die Gesamtheit einer Mikrowellen-Richtantenne einschließlich eines Stra'hlerelementes 11 zum Aussenden oder Empfangen von elektromagnetischer Energie, was davon abhängt, ob die Anlage, bei welcher das System verwendet wird, ein Sender oder Empfänger ist. 12 ist ein Reflexionselement, um die von dem Strahlerelement 11 empfangene Energie in den Raum abzustrahlen oder die aus dem Raum gesammelte Energie nach dem genannten Strahlerelement 11 zu konzentrieren, was wieder davon abhängt, ob die Anlage, mit der das System verbunden ist, ein Sender oder Empfänger ist.

Das Reflexionselement 12 besteht aus einem Abschnitt 13, der exzentrisch von einem Paraboloid 14 abgetrennt ist und rund, wie in Fig. 2 gezeigt, · oder elliptisch, wie in Fig. 3 gezeigt, sein kann oder irgendeine andere Umfangslinie haben kann, was, wie für den Fachmann bekannt, von der gewünschten Querschnittsform abhängt, die das Strahlenbündelsystem haben soll. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise enthält der Abschnitt 13 im Innern seiner Begrenzung den Scheitelpunkt 15 des Paraboloids 14, und das Verhältnis der Abstände in gerader Linie zwischen diesem Scheitelpunkt und den weitesten und nächsten Punkten davon auf dem Umfang des Abschnittes sollte beträchtlich, z. B. in der Größenordnung von vier oder mehr zu eins, sein.

Das Strahlerelement 11 kann aus einem üblichen elektromagnetischen Horn 16 bestehen, das an dem Außenende einer Wellenführung 17 angebracht ist. Diese genannte Wellenführung ist in beliebiger Weise gehalten, z. 13. am Reflexionselement 13 angebracht, und kann in passender Weise an seinem anderen Ende mit einem Sender oder Empfänger gekoppelt sein. Das Horn 16 ist im Brennpunkt des ursprünglichen Paraboloids 14 angeordnet, mit seinem Mund in einer Ebene, welche in solch einem Winkel zu der Linie zwischen dem Scheitelpunkt und dem Brennpunkt des genannten Paraboloids liegt, daß der Abschnitt 13 im wesentlichen symmetrisch durch die aus dem genannten Horn austretende Energie bestrichen wird. Tn anderen Worten, die Ansprechform des Hornes 16 hat ihre Riehtung des Hauptansprechens in einer Linie, welche die Fläche des Abschnittes 13 in einem solchen Punkt schneidet, daß die Energie am Umfang des Abschnittes im wesentlichen die gleiche Amplitude an allen Punkten dieses Umfanges aufweist. Dies kann durch Messen der von dem Reflexionsabschnitt in den Raum abgestrahlten Energie in den Seitenteilen des Abschnittes und durch Einstellung des Winkels dieses Hornes, bis die Energie in den genannten Seitenteilen in einer Vielzahl von Punkten entlang dem Umfang dieses Abschnittes im wesentlichen gleiche Amplitude aufweist, bestimmt werden.

Es ist zu bemerken, daß bei der Bauart des vorgenannten Systems das Strahlerelement 11 in einem solchen Punkt angeordnet ist, daß es nur eine geringe oder gar keine Verzerrunigswirkung auf die Form des vom Reflexionselement abgestrahlten oder von diesem empfangenen Strahlenbündels hat, wodurch die Richtgenauigkeit des Systems beträchtlich über das, was bisher der Fall war, erhöht wird. Es ist ferner zu bemerken, daß eine Antenne nach der vorliegenden Erfindung einfach in ihrer Bauart, leicht herzustellen und zusammenzubauen ist, ferner trefflich geeignet ist, seine beabsichtigte Funktion zu erfüllen. Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht durch den Fachmann, an den sich die Erfindung wendet, erkannt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Reflexionselement für Mikrowellen-Richtantenne, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem exzentrisch abgetrennten Abschnitt eines Parabolreflektors gebildet wird.

2. Reflexionselement nach Anspruch 1, da-

durch gekennzeichnet, daß dieser Abschnitt rund oder elliptisch ist.

3. Reflexionselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche dieses Abschnittes den Scheitelpunkt des Paraboloids enthält.

4. Reflexionselement nach Anspruch 1 bis 3 in Kombination mit einem Strahlerelement, dadurch gekennzeichnet, daß dieses annähernd im Brennpunkt des Parabolreflektor«, aus dem der genannte Abschnitt exzentrisch ausgeschnitten ist, angeordnet ist. \

5. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerelement Richtwirkung besitzt und so in der Nähe des Brennpunktes desParabolrefldktors angeordnet ist, daß die Anstra'hlung desselben, entlang der Außenbegrenzung des Parabelabschnittes gemessen, überall in gleicher Stärke erfolgt.

6. Kombination nach Anspruch 4 und 5, da- ao durch gekennzeichnet, daß als Strahlerelement ein elektrisches Horn dient.

7. Kombination nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Entfernungen zwischen dem Scheitelpunkt und as den weitesten und nächsten Punkten am Umfang des Parabeläbschnittes nicht weniger als ungefähr vier zu eins ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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