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DE1616252C3 - Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter und wenigstens einem Kegelreflektor - Google Patents

Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter und wenigstens einem Kegelreflektor

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Publication number
DE1616252C3
DE1616252C3 DE1968D0055417 DED0055417A DE1616252C3 DE 1616252 C3 DE1616252 C3 DE 1616252C3 DE 1968D0055417 DE1968D0055417 DE 1968D0055417 DE D0055417 A DED0055417 A DE D0055417A DE 1616252 C3 DE1616252 C3 DE 1616252C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reflector
waveguide
circular waveguide
cone
omnidirectional antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1968D0055417
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English (en)
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DE1616252A1 (de
DE1616252B2 (de
Inventor
Alfred Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Traeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Siemens AG
Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Siemens AG
Standard Elektrik Lorenz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG, Siemens AG, Standard Elektrik Lorenz AG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority to DE1968D0055417 priority Critical patent/DE1616252C3/de
Publication of DE1616252A1 publication Critical patent/DE1616252A1/de
Publication of DE1616252B2 publication Critical patent/DE1616252B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1616252C3 publication Critical patent/DE1616252C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02Waveguide horns
    • H01Q13/04Biconical horns

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Description

Patentansprüche:
1. Breitband-Rund-strahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und wenigstens einem darüber gleichachsig angeordneten Kegelreflektor, d a durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rundhohlleiters (1) weitaus größer als das l,22fache der größten Betriebswellenlänge ist und daß sowohl im Rundhohlleiter (1) als auch am Kugelreflektor (2) Vorkehrungen getroffen sind, die einen Stromfluß in der inneren Wandung des Rundhohlleiters und im Mantel des Kegelreflektors in axialer Richtung verhindern (A b b. 1).
2. Breitband-Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorkehrung im Rundhohlleiter (1) dessen Innenwandung mit einem dielektrischen Belag versehen ist.
3. Breitband-Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen im Rundhohlleiter darin bestehen, daß dieser als Wendelhohlleiter ausgeführt ist.
4. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen am Kegelreflektor darin bestehen, daß dieser aus einzelnen gegeneinander
'■ isolierten metallischen Scheiben (21) steigenden Durchmessers zusammengesetzt ist, deren Dicke klein gegenüber der größten Betriebswellenlänge ist (A b b. 2).
5. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen am Kegelreflektor (2) darin bestehen, daß dieser aus Windungen dünnen Lackdrahtes aufgebaut ist, dessen Drahtdurchmesser klein gegenüber der Betriebswellenlänge ist.
6. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des Reflektorkegels etwa um ein Zehntel größer als der Durchmesser des speisenden Rundhohlleiters ausgeführt ist.
7. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der vertikalen Bündelung der Kegelmantel konkav, möglichst paraboloid, ausgebildet ist.
8. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kegelreflektoren (32, 35) gleichachsig übereinander angeordnet sind, von denen die jeweils unteren Reflektorkegel (32) einen Teil der zugeführten Energie zum nächsthöheren Reflektorkegel (35) durchlassen (A b b. 3).
9. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der speisende Rundhohlleiter (41) einen kleineren Durchmesser als der Reflektorkegel (42) aufweist und an seinem, dem Kegeireflektor zugewandten Ende mit einem rotationssymmetrischen Querschnittsadapter (44) zur Anpassung an den Durchmesser des Reflektorkegels (42) ausgestattet ist (A b b. 4).
10. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der speisende Rundhohlleiter in seinem Durchmesser und seiner Wandstärke so ausgebildet ist, daß er den statischen Anforderungen eines Rohrmastes als Antennenträger genügt (A b b. 5).
Die Erfindung betrifft eine Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und wenigstens einem darüber gleichachsig angeordneten Kegelreflektor.
Eine Mikrowellen-Rundstrahlantenne, die aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und einem gleichachsig darüber angeordneten kegelförmigen Reflektor zusammengesetzt ist, wird in der US-PS 28 71477, insbesondere Fig. 4, beschrieben. Diese bekannte Antenne strahlt gleichzeitig zwei identische Strahlungsdiagramm^ jedoch mit zueinander orthogonalen Polarisationen ab. Die eine Polarisation wird durch die Ausbildung des Hoi-Wellentyps im Rundhohl- j leiter und die dazu orthogonale Polarisation durch Bildung des Eoi-Weilentyis im Rundhohlleiter erzeugt. Die Anregung dieser Antenne über den Rundhohlleiter ist aber, da keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, nur in einem verhältnismäßig kleinen Frequenzbereich möglich. Außerdem können sich aufgrund des für £
die gleichzeitige Übertragung der zwei unterschiedlichen Wellentypen ausgelegten Rundhohlleiters noch unerwünschte Schwingungsmoden am Reflektorkegel ausbilden, so daß sich keine vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürungen der Strahlungscharakteristik
ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders breitbandige Rundstrahiantenne mit einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und mindestens einem gleichachsig darüber angeordneten
Kegelreflektor zu schaffen, wobei eine möglichst vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürung der Strahlungscharakteristik erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Durchmesser des Rundhohlleiters
weitaus größer als das l,22fache der größten Betriebswellenlänge ist und daß sowohl im Rundhohlleiter als auch am Kegelreflektor Vorkehrungen getroffen sind, die einen Stromfluß in der inneren Wandung des Rundhohlleiters und im Mantel des Kegelreflektors in
axialer Richtung verhindern. ,J
Durch die Ausbildung des Rundhohlleiters als sogenannter Multimodenhohileiter wird eine Breitbandigkeit für die Übertragung von Mikrowellen wie in der Hohlkabeltechnik erreicht und es läßt sich die Speiseenergie über erhebliche Entfernungen zur Strahleröffnung mit geringer Dämpfung übertragen.
Da in einem gewöhnlichen Multimodenhohileiter jedoch auch andere Wellenmoden als die bekannte Hoi-Welle existenzfähig sind, werden nach der Erfin-
dung die in axialer Richtung auftretenden Wandströme im Rundhohlleiter wie auch die in Richtungen, der Mantellinie auftretenden Mantelströme am Reflektorkegel unterbunden. In diesem Falle ist im Rundhohlleiter lediglich die Hoi-Welle mit geringer Dämpfung
existenzfähig. Diese Feldkonfiguration wird' ohne Bildung unerwünschter Schwingungsmoden auch an dem besonders ausgebildeten Reflektorkegel aufrechterhalten und ergibt dadurch eine vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürungen der Strahlungs-
h5 charakteristik.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Rundhohlleiter als Wendelhohlleiter ausgeführt, so daß ein Stromfluß in der Wandung des
Rundhohlleiters nur in zirkularer Richtung zugelassen ist.
Das alleinige Auftreten der Hoi-Welle im Rundhohlleiter läßt sich auch durch die Auskleidung der Innenwandung mit einem dielektrischen Belag erreichen.
Aus der Zeitschrift »Internationale Elektronische Rundschau«, 1965, Heft 4, Seiten 199 und 200, ist es bekannt, Rundhohlleiter als Antennenzuleitungen in Reflektorantennen zu verwenden. Als Besonderheit der Wellenausbreitung in Rundhohlleitern wird in diesem Zusammenhang die Hoi-Welle erwähnt, die zur Energieübertragung in Hohlleitern über große Entfernung dient. Während sämtliche anderen Wellenarten in Rechteck- und Rundhohlleitern infolge ihrer Feldverteilung längs und quer oder nur längs zur Ausbreitungsrichtung der Welle gerichtete Wandströme hervorrufen, erregt die Hoi-Welle im Rundhohlleiter nur Querströme in der Hohlleiterwand. Bei der Übertragung mit der Hoi-Welle entstehen jedoch Schwierigkeiten durch naturgemäß gleichzeitig existenzfähige andere Wellentypen, die allerdings durch Hohlleiter mit scheibenförmigen periodischen Wandstrukturen oder durch Auskleiden der Hohlleiterwände mit einem Dielektrikum unterdrückt werden können.
Aus dem Buch von H. J a s i k, »Antenna Engineering Handbook«, 1961, McGraw-Hill Book Company, Seiten 30 — 21, ist zu entnehmen, daß die kritische Wellenlänge für dre im Rundhohlleiter übertragene Hoi-Welle gleich dem 0,82fachen des Hohlleiterdruchmessers ist.
Die besonderen Eigenschaften der Hoi-Welle und Maßnahmen zu deren Übertragung im Rundhohlleiter sind auch in der Zeitschrift »Nachrichtentechnik«, 1962, Heft 4, Seiten 125-130, angegeben.
Der Kegelreflektor ist vorteilhaft aus einzelnen, gegeneinander isolierten metallischen Scheiben steigenden Durchmessers zusammengesetzt. Die Dicke der Scheiben wird zweckmäßig klein gegenüber der Betriebswellenlänge gewählt.
Eine besonders zweckmäßiger Ausführungsform für den Kegelreflektor ergibt sich, wenn dieser aus Windungen dünnen Lackdrahtes, dessen Durchmesser klein gegenüber der Betriebswellenlänge ist, aufgebaut ist.
Zweckmäßig wird man den größten Durchmesser des Reflektorkegels etwa um ein Zehntel größer als den Durchmesser des speisenden Rundhohlleiters ausführen.
Eine Verbesserung der vertikalen Bündelung läßt sich durch Verlassen der strengen Kegelform und eine mehr konkave, möglichst paraboloide Ausbildung des Kegelmantels erreichen.
Wenn auch der speisende Rundhohlleiter als Vielmodenhohlleiter theoretisch beliebig große Durchmesser annehmen kann, so ergeben sich doch technologische und kostenmäßige Gründe dafür, bei einer notwendigen größeren Apertur und einem demzufolge größeren Kegeldurchmesser den Speisehohlleiter nicht im gleichen Maße zu vergrößern. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antennenanordnung wird man von einem Speisehohlleiter mit kleinerem Durchmesser als der Reflektorkegel ausgehen und von einem in der Hohlkabeltechnik für andere Zwecke bereits bekannten rotationssymmetrischen Querschnittsadapter, der die Ausbildung anderer Methoden als des Hoi-Modus ausschließt, Gebrauch machen.
Eine andere Möglichkeit, den Antennengewinn bei konstantem Kegeldurchmesser zu erhöhen, besteht vorteilhaft darin, daß mehrere kegelförmig ausgebildete Reflektoren gleichachsig übereinander angeordnet sind, von denen die jeweils unteren einen Teil der zugeführten Energie zum nächsthöheren Kegel durchlassen und lediglich den anderen Teil reflektieren.
Da der Speisehohlleiter als Vielmodenhohlleiter ausgeführt ist, erreicht er bei den üblichen Durchmessern und entsprechenden Wandstärken statische Werte, die ihn für die gleichzeitige Verwendung als Rohrmast und damit als Antennenträger geeignet erscheinen lassen. Es wird so ein besonders einfacher und billiger Aufbau der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne gewährleistet.
Im folgenden wird anhand mehrerer schematischer Darstellungen die Erfindung beschrieben.
A b b. 1 zeigt die prinzipielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne.
Die A b b. 2 zeigt eine andere Ausführung des Kegelreflektors.
Die Abb.3 zeigt schließlich eine Ausführung mit zwei übereinander angeordneten Kegelreflektoren, von denen der untere halbdurchlässig ist.
Die A b b. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der speisende Rundhohlleiter im Durchmesser kleiner als der Reflektorkegel ausgeführt ist und deswegen ein Querschnittsadapter vorgesehen ist.
Die A b b. 5 zeigt schließlich eine Antenne, bei der der speisende Rundhohlleiter als Rohrmast ausgebildet ist.
Die A b b. 1 zeigt die grundsätzliche bauliche Anordnung der Antenne. Sie besteht aus dem zylindrischen Rundhohlleiter 1, der wie ein Hohlkabel aufgebaut ist und über dem ein mit der Spitze nach unten weisender Kegelreflektor mit metallischer Oberfläche angeordnet ist. Beide Bauteile sind so nichtleitend miteinander verbunden, daß die Achse des Reflektorkegels 2 die Verlängerung der Achse des Rundhohlleiters 1 darstellt und die Spitze 5 des Reflektorkegels 2 in die öffnungsebene des Rundhohlleiters 1 fällt.
Durch diese Anordnung entsteht senkrecht zur öffnung 6 des Rundhohlleiters 1 und der Grundfläche 7 des Reflektorkegels 2 eine zylindrische Apertur 8, durch die eine rotationssymmetrische Abstrahlung erfolgen kann. Als Erläuterung für die Funktion des Rundstrahlers ist in A b b. 1 noch die Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Energie eingezeichnet. Die Hochfrequenz tritt bei 9 als Hoi-Welle in die Antenne ein und wird von der Oberfläche des Reflektorkegels 2 reflektiert.
Die große Bandbreite der beschriebenen Anordnung wird dadurch erreicht, daß der speisende Rundhohlleiter 1 in seinem Durchmesser groß gegenüber der größten Betriebswellenlänge ausgeführt ist. Bei einem solchen Multimodenhohlleiter kann durch Anwendung der Hoi-Welle eine äußerst geringe Dämpfung erreicht werden. Die Dämpfungswerte eines idealen runden Kupferrohrs von beispielsweise 5 cm Durchmesser betragen bei 5 mm Wellenlänge 0,9 · 10~3 dB/m und bei 1 cm Wellenlänge 2,4 · 10~3 dB/m. Wendet man ein wesentlich stärkeres Kupferrohr von' 50 cm Durchmesse ser für größere Wellenlängen an, so ergeben sich bei 5 cm Wellenlänge Dämpfungen von 3 · 10~5 dB/m und bei 10 cm Wellenlänge9 · 10-5dB/m.
Wenn auch die praktisch erreichbaren Werte höher liegen werden, ist ersichtlich, daß sich bei diesen
h> geringen Dämpfungswerten leicht Antennen aufbauen lassen, die mehrere Hundert Meter hoch sind und vom Millimeter- bis zum Dezimeterbereich brauchbare Abstrahlleistungen ergeben.
Da der Rundhohlleiter diese geringen Dämpfungswerte nur dann aufweist, wenn sein Durchmesser groß gegenüber der größten Betriebswellenlänge ist, müssen sowohl im speisenden Rundhohlleiter als auch am kegelförmigen Reflektor Vorkehrungen zur Verhinderung von Wand- bzw. Mantelströmen in axialer Richtung getroffen sein. Aus diesem Grunde ist der Rundhohlleiter 1 in an sich bekannter Weise als Wendelhohlleiter, das heißt, aus aneinandergewickelten Windungen isolierten Drahtes aufgebaut, die ihrerseits in einer nicht mehr zu den hochfrequenten Leitungsvorgängen beitragenden Metallröhre stecken können. Eine andere, hier nicht gezeigte Möglichkeit zur Verhinderung von axialen Wandströmen besteht in der Aufbringung eines dielektrischen Belages auf die Innenwand des Rundhohlleiters.
Der Kegelreflektor 2 soll den zirkulären Charakter der elektrischen Feldlinien, wie er beim Hoi-Modus im Multimodenhohlleiter 1 vorhanden ist, nicht verändern. Aus diesem Grunde ist der Kegelreflektor ebenfalls aus einer der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichneten Drahtwendel zusammengesetzt, die aus Windungen isolierten Lackdrahtes besteht. Die Windungen haben einen kegelförmigen Aufbau. Der Durchmesser des Lackdrahtes ist klein gegenüber der größten Betriebswellenlänge.
Eine andere Möglichkeit, Mantelströme in axialer -Richtung am Kegelreflektor zu verhindern, besteht nach Fig.2 darin, daß dieser aus einer Anzahl von metallischen Ringen 21 zusammengesetzt ist, die gegeneinander durch die Isolierschichten 22 isoliert sind. Auch hier wird die Form durch steigende Durchmesserstufung so gewählt, daß insgesamt ein kegelförmiger Körper entsteht.
Der größte Durchmesser dieser Ringe ist zweckmäßig etwa 10% größer als der Durchmesser des speisenden Rundhohlleiters I1 damit die ganze elektromagnetische Energie in das Strahlersystem geführt werden kann. Die elektrischen Feldlinien können in diesem Falle durch konzentrische Kreise um die gemeinsame Achse von Rundhohlleiter 1 und Reflektorkegel 2 dargestellt werden. Durch vollkommene axiale Symmetrie von Rundhohlleiter 1 und Reflektorkegel 2 ist eine optimale Rundstrahlcharakteristik gewährleistet. Die Polarisation ist bei senkrecht stehender Antenne in allen Richtungen waagerecht.
Mit einem Rundstrahler dieser Art erreicht man eine Leistungshalbwertsbreite von ±20° bei einem Antennengewinn von etwa 1OdB und einer Wellenlänge von 8,5 mm. Der Hohlleiterdurchmesser beträgt in diesem Falle 5 cm, und die Spitze des Reflektors, dessen öffnungswinkel 90° ist, liegt in der Ebene des Querschnitts des Hohlkabelendes.
Die A b b. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der über den Rundhohlleiter 31 angeordneten Reflektorkegel 32 halbdurchlässig ausgeführt ist. Diese kann zum Beispiel durch entsprechend dickere Ausführung der isolierenden Zwischenringe 22 der A b b. 2 oder durch eine entsprechend offenere Wicklung der bei A b b. 1 beschriebenen Drahtwendel des Reflektorkegels 2 erreicht werden. An diesem halbdurchlässigen Reflektorkegel 32 wird, wie in A b b. 3 mit Richtungspfeilen angedeutet, nur ein Teil der zugeführten Energie reflektiert und der verbleibende Teil tritt durch den Reflektorkegel 32 hindurch und wird durch den darüber angeordneten Reflektorkegel 35 reflektiert. Der Reflektorkegel 35 kann wie der Reflektorkegel 2 in den A b b. 1 und 2 ausgeführt sein. Selbstverständlich kann man zur weiteren Vergrößerung des Antennengewinns noch mehr solcher Kegelreflektoren übereinander anordnen. In diesem Falle würde jeweils der oberste Kegelreflektor einen Reflexionsfaktor von 100% besitzen, während die übrigen Reflektoren so dimensioniert sind, daß alle die gleiche elektromagnetische Energie abstrahlen. Als Abstand der Kegel sind Vielfache der mittleren Wellenlänge λ zu wählen.
Die A b b. 4 zeigt die Möglichkeit, den Antennengewinn durch eine Vergrößerung des Durchmessers des Reflektorkegels 42 und eine entsprechende allmähliche Aufweitung des Rundhohlleiters 41 zum Beispiel durch eine Verdopplung des Durchmessers des Rundhohlleiters 41 zu erzielen. Um eine erhebliche Erzeugung von Störwellen, die eine Verschlechterung des Diagramms und einen Energieverlust des Nutzmodus (Hoi-Welle)
zur Folge hätte, zu vermeiden, müssen hier Übergänge 44 (Querschnittsadapter) in Anwendung kommen, die speziell für andere Zwecke in der Hohlkabeltechnik bereits entwickelt wurden.
Die A b b. 5 zeigt eine weitere Ausbildung der
erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne. Hier ist der speisende Multimodenhohlleiter 51 im Durchmesser so groß ausgeführt, daß er den statischen Anforderungen eines Rohrmastes als Antennenträger genügt. Zur Vermeidung von Wellentypumwandlungen, wie sie zum Beispiel durch periodische Schwankungen der Achsrichtung auftreten können, muß der Mast so verankert und abgespannt sein, daß derartige Schwankungen nicht auftreten können. Außerdem ist es bei der Zusammensetzung des Artennenmastes aus mehreren Rohren möglich, an den Verbindungsstellen Wendel- oder Lamellenfilter einzubauen. Der Rundstrahler weist zur Erhöhung der Bündelung zwei an den beiden in der A b b. 3 übereinanderangeordneten Reflektorkegeln 52 bzw. 55 angebrachte, sich nach außen aufweitende rotationssymmetrische Hohlkörper 57 auf. Der Querschnittsadapter 54 sitzt hier am Ende des Rohrmastes im Erdboden. An ihn schließt sich ein normales Hohlkabei 56 oder bei längeren Wellenlängen eine konzentrische Speiseleitung mit entsprechendem Wellentypwandler
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und wenigstens einem darüber gleichachsig angeordneten Kegelreflektor, d a durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rundhohlleiters (1) weitaus größer als das l,22fache der größten Betriebswellenlänge ist und daß sowohl im Rundhohlleiter (1) als auch am Kegelreflektor (2) Vorkehrungen getroffen sind, die einen Stromfluß in der inneren Wandung des Rundhohlleiters und im Mantel des Kegelreflektors in axialer Richtung verhindern (A b b. 1).
2. Breitband-Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorkehrung im Rundhohlleiter (1) dessen Innenwandung mit einem dielektrischen Belag versehen ist.
3. Breitband-Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen im Rundhohlleiter darin bestehen, daß dieser als Wendelhohlleiter ausgeführt ist.
4. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen am Kegelreflektor darin bestehen, daß dieser aus einzelnen gegeneinander isolierten metallischen Scheiben (21) steigenden Durchmessers zusammengesetzt ist, deren Dicke klein gegenüber der größten Betriebswellenlänge ist (A b b. 2).
5. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen am Kegelreflektor (2) darin bestehen, daß dieser aus Windungen dünnen Lackdrahtes aufgebaut ist, dessen Drahtdurchmesser klein gegenüber der Betriebswellenlänge ist.
6. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des Reflektorkegels etwa um ein Zehntel größer als der Durchmesser des speisenden Rundhohlleiters ausgeführt ist.
7. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der vertikalen Bündelung der Kegelmantel konkav, möglichst paraboloid, ausgebildet ist.
8. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kegelreflektoren (32, 35) gleichachsig übereinander angeordnet sind, von denen die jeweils unteren Reflektorkegel (32) einen Teil der zugeführten Energie zum nächsthöheren Reflektorkegel (35) durchlassen (A b b. 3).
9. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der speisende Rundhohlleiter (41) einen kleineren Durchmesser als der Reflektorkegel (42) aufweist und an seinem, dem Kegelreflektor zugewandten Ende mit einem rotationssymmetrischen Querschnittsadapter (44) zur Anpassung an den Durchmesser des Reflektorkegels (42) ausgestattet ist (A b b. 4).
10. Breitband-Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der speisende Rundhohlleiter in seinem Durchmesser und seiner Wandstärke so ausgebildet ist, daß er den statischen Anforderungen eines Rohrmastes als Antennenträger genügt (A b b. 5).
Die Erfindung betrifft eine Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und wenigstens einem darüber gleichachsig angeordneten Kegelreflektor.
Ό Eine Mikrowellen-Rundstrahlantenne, die aus einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und einem gleichachsig darüber angeordneten kegelförmigen Reflektor zusammengesetzt ist, wird in der US-PS 28 71477, insbesondere Fig. 4, beschrieben. Diese bekannte Antenne strahlt gleichzeitig zwei identische Strahiungsdiagramme, jedoch mit zueinander orthogonalen Polarisationen ab. Die eine Polarisation wird durch die Ausbildung des Hoi-Wellentyps im Rundhohlleiter und die dazu orthogonale Polarisation durch Bildung des EOi-WeIlentyps im Rundhohlleiter erzeugt. Die Anregung dieser Antenne über den Rundhohlleiter ist aber, da keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, nur in einem verhältnismäßig kleinen Frequenzbereich möglich. Außerdem können sich aufgrund des für die gleichzeitige Übertragung der zwei unterschiedlichen Wellentypen ausgelegten Rundhohlleiters noch unerwünschte Schwingungsmoden am Reflektorkegel ausbilden, so daß sich keine vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürungen der Strahlungscharakteristik
ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders breitbandige Rundstrahlantenne mit einem vertikalen Rundhohlleiter als Primärstrahler und mindestens einem gleichachsig darüber angeordneten
Kegelreflektor zu schaffen, wobei eine möglichst vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürung der Strahlungscharakteristik erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Durchmesser des Rundhohlleiters
weitaus größer als das l,22fache der größten Betriebswellenlänge ist und daß sowohl im Rundhohlleiter als auch am Kegelreflektor Vorkehrungen getroffen sind, die einen Stromfluß in der inneren Wandung des Rundhohlleiters und im Mantel des Kegelreflektors in
axialer Richtung verhindern.
Durch die Ausbildung des Rundhohlleiters als sogenannter Multimodenhohlleiter wird eine Breitbandigkeit für die Übertragung von Mikrowellen wie in der Hohlkabeltechnik erreicht und es läßt sich die Speiseenergie über erhebliche Entfernungen zur Strahleröffnung mit geringer Dämpfung übertragen.
Da in einem gewöhnlichen Multimodenhohlleiter jedoch auch andere Wellenmoden als die bekannte Hoi-Welle existenzfähig sind, werden nach der Erfin-
dung die in axialer Richtung auftretenden Wandströme im Rundhohlleiter wie auch die in Richtungen der Mantellinie auftretenden Mantelströme am Reflektorkegel unterbunden. In diesem Falle ist im Rundhohlleiter lediglich die Hoi-Welle mit geringer Dämpfung
existenzfähig. Diese Feldkonfiguration wird ohne Bildung unerwünschter Schwingungsmoden auch an dem besonders ausgebildeten Reflektorkegel aufrechterhalten und ergibt dadurch eine vollkommene Rundstrahlung ohne Einschnürungen der Strahlungs-
charakteristik.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Rundhohlleiter als Wendelhohlleiter ausgeführt, so daß ein Stromfluß in der Wandung des
DE1968D0055417 1968-02-23 1968-02-23 Breitband-Rundstrahlantenne für Mikrowellen, bestehend aus einem vertikalen Rundhohlleiter und wenigstens einem Kegelreflektor Expired DE1616252C3 (de)

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