DE886163C

DE886163C - Directional antenna system

Info

Publication number: DE886163C
Application number: DET5145D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr-Ing Runge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-08-14
Filing date: 1943-08-14
Publication date: 1953-08-13

Description

Richtantennensystem Die Erfindung betrifft ein Richtantennensystem zur Erzeugung eines um eine Symmetrieachse rotierenden, ihr gegenüber schwach geneigten Strahlenbündels elektrischer Wellen. Insbesondere ist an die Verwendung von Wellen sehr kurzer Wellenlänge, beispielsweises von Zentimeterwellen, gedacht.Directional antenna system The invention relates to a directional antenna system for generating a rotating about an axis of symmetry, slightly inclined in relation to it Beam of electric waves. In particular, the use of waves is important very short wavelength, for example centimeter waves.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines um eine Symmetrieachse rotierenden, gegenüber dieser um einen geringen Winkel geneigten Strahlenbündels eine Anordnung zu benutzen, wie sie in Abb. z dargestellt ist. Innerhalb eines Parabols z ist ein Dipol defok u:ssiert angeordnet und führt um die Symmetrieachse 5 des Parabols eine Rotationsbewegung aus. Die Befestigung des Dipols 3 mit der Rotationsachse erfolgt durch einen Haltearm a. Während das von diesem Richtantennensystem erzeugte Strahlenbündel in der eingezeichneten Stellung d es Dipols 3 die Lage d. einnimmt, verlagert sich dieses Str!ahlenbündeil bei einer Schwenkung des Dipols 3 um 18o° so weit, daß es dann die in Abb. z gestrichelt eingezeichnete Lage einnimmt. Die Schnittlinie der beiden auf diese Weise entstandenen Strahlenbündel ergibt in der Symmetrieachse 5 des Parabols eine Leitebene. Führt nun der Dipol 3 eine kontinuierliche Rotationsbewegung um die Symmetrieachse 5 aus, so entsteht nicht nur eine Leitebene, sondern eine Leitlinie, da die dann entstehende Strahlung rotationssymmetrisch verläuft.It is known to generate a rotating about an axis of symmetry, opposite this beam inclined at a small angle an arrangement as shown in Fig. z. Inside a parabolic z is a Dipole arranged defocused and leads around the axis of symmetry 5 of the parabolic one Rotational movement off. The attachment of the dipole 3 with the axis of rotation takes place by a holding arm a. While the beam generated by this directional antenna system in the drawn position of the dipole 3, the position d. occupies, shifts When the dipole 3 is pivoted by 180 °, this beam bundle is so far that it then assumes the position shown in dashed lines in Fig. z. The intersection of the two bundles of rays created in this way results in the axis of symmetry 5 of the parabolic a control level. If the dipole 3 now performs a continuous rotational movement around the axis of symmetry 5, not only one control level arises, but one Guideline, as the radiation that then arises is rotationally symmetrical.

Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß ein rotierendes Antennensystem von einem feststehenden System gespeist werden muß. Dazu. benötigt man Schleifringe; die jedoch im all-' gemeinen unerwünscht sind.The disadvantage of this known arrangement is that a rotating Antenna system must be fed from a fixed system. In addition. one needs slip rings; which, however, are generally undesirable.

Die Erfindung gibt eine Anordnung an, die unter Vermeidung von solchen Schleifringsystemen ebenfalls ein auf einem Kegelmantel- rotierendes Strahlenbündel zu erzeugen gestattet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß vor der strahlenden Fläche eine um die Symmetrieachse des Richtantennensystemis rotierende Scheibe mit kontinuierlieh oder sprunghaft sich änderndem Querschnitt aus Dielektrikum und/oder Ferromagnetikum vorgesehen isst.The invention provides an arrangement which, while avoiding such Slip ring systems also have a bundle of rays rotating on a cone envelope allowed to produce. The essence of the invention is that before the radiant Surface with a disk rotating around the axis of symmetry of the directional antenna system continuously or abruptly changing cross-section of dielectric and / or Ferromagnetic intended eats.

Dias Wesen der Erfindung sei an Hand der Abb. 2 und 3 erläutert. Diesen Abbildungen ist ebenfalls wieder ein Parabol i zugrunde gelegt. Der Strahler 6 befindet sich jedoch im Gegensatz zu der Anordnung nach Abb. i im Brennpunkt ödes Parabols. Die mit einer Anordnung gemäß Abb. 2 erhaltene Strahlung kann man sich auch dadurch entstanden denken, daß man sich vor der Strahlerfläche des P'arabols i in der Ebene 7 eine Anzahl von Einzelstrahlern aufgestellt denkt, die sämtlich mit gleicher Amplitude und Phase gespeist werden. Diese Einzelstrahler 'besitzen die Strahlungsdiagramme 8, die sich. zu dem resultierenden Diagramm zusammensetzen. Während das so entstandene Diagramm symmetrisch zur Symmetrieachse des P-arabols i verläuft, kann man ein Schielen des Diagramms dadurch erreichen, daß man die Phasenfr nt 7 um einen kleinen Winkel schwenkt. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in die öffnungsebene des Richtantennensystems eine Scheibe 9 gelegt wird, .die um die Symmetrieachse des Parabols i eine Rotationsbewegung ausführt. Diese in Abb. 3 dargestellte Scheibe 9 besteht aus Dielektrikum und hat einen sich kontinuierlich ändernden Querschnitt. -Die,die dickeren Stellen dieser Scheibe durchlaufenden Wellen erfahren daher eine größere Verzöge= rung als jene Wellen, die die Scheibe an-dünneren Stellen passieren. Dadurch kommt eine Verlagerung der Phasenfront 7 zustande. Das resultierende Diagramm nimmt in der eingezeichneten. Stellung der Scheibe g die Lage i o ein. Die Maximmrichtung i i dieses Strahlenbündels schließt somit mit der Symmetrieachse 5 des Parabols den Winkel a ein. Bei Rotation der Scheibe 9 entsteht in gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäß Abb. i ein auf einem Kegelmantel rotierendes Strahlenbündel, wobei die Kegelachse die Leitlinie darstellt.The essence of the invention is explained with reference to Figs. This one Figures are also based on a parabolic i. The radiator 6 is located However, in contrast to the arrangement according to Fig. i, it is at the focus of the dull parabolic. The radiation obtained with an arrangement according to Fig. 2 can also be seen through it arose to think that one is in front of the radiator surface of the P'arabols i in the plane 7 thinks a number of individual radiators set up, all of which have the same amplitude and phase are fed. These individual radiators' have the radiation patterns 8 that are. combine to form the resulting diagram. While the resulting If the diagram runs symmetrically to the axis of symmetry of the P-arabol i, one can squint of the diagram can be achieved by moving the phase fr nt 7 by a small angle pivots. According to the invention, this is achieved in that in the opening plane of the directional antenna system, a disk 9 is placed, .the about the axis of symmetry of the parabolic i executes a rotational movement. This disc shown in Fig. 3 9 consists of dielectric and has a continuously changing cross section. -The waves passing through the thicker parts of this disk therefore experience a greater delay than those waves that pass the disc in thinner places. This results in a shift in the phase front 7. The resulting diagram takes in the drawn. Position of the disk g the position i o a. The maximum direction i i of this beam thus closes with the axis of symmetry 5 of the parabolic the angle a. When the disk 9 rotates, it occurs in the same way as in the arrangement according to fig. where the cone axis represents the guideline.

Es ist nun keinesfalls notwendig, mit einem Pärabol und einem in dessen Brennpunkt angeordneten Strahler zu arbeiten. Für gewisse Fälle, insbesondere dann, wenn man mit den kürzesten Wellen arbeiten will, wird es sich. empfehlen, einen Hohlrohrstrahler anzuwenden, wie er etwa in Abb. 4 dargestellt ist. In der Nähe des geschlossenen Endes des Hohlrohres 12 befindet sich ein etwa A/4 langer Strahler 13, und. zwar in einem Abstand von A/4 von der Abschlußwand 14. Die aus der Öffnung dieses Hohlrohrstrahlers austretenden Wellen haben in gleicher Weise wie bei oder Anordnung nach Abb. 3 die rotierende, aus Dielektrikum bestehende -Scheibe 9 zu passieren. Die Entstehung des schielenden Diagramms ist dann die gleiche wie bei ,der Anordnung nach Abb. 3.It is by no means necessary with a Parabol and one in its Focal point arranged radiators to work. For certain cases, especially if you want to work with the shortest waves, it will work. recommend one Use hollow tube radiators, as shown in Fig. 4. Near the closed end of the hollow tube 12 is an approximately 1/4 long radiator 13, and. at a distance of A / 4 from the end wall 14. The one from the opening this hollow tube radiator exiting waves in the same way as with or Arrangement according to Fig. 3, the rotating, dielectric disk 9 closed happen. The creation of the cross-eyed diagram is then the same as for , the arrangement according to Fig. 3.

An Stelle einer Scheibe mit kontinuierlich sich veränderndem Querschnitt kann man gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch eine etwa halbkreisförmige Scheibe verwenden, deren Dicke konstant ist. Eine solche Scheibe ist in Ansicht und im Schnitt in Abb. 5 gezeichnet. Um gleichzeitig eine Auswuchtung dieser rotierenden Scheibe zu erhalten, kann man die Anordnung nach Abb. 5 auch so abändern, daß man zwei halbkreisförmige Scheiben 15 und 16 aneinanderfügt. Die beiden Halbkreisscheiben müssen dann aus einem Werkstoff von wesentlich unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante oder Permeabilität bestehen; beispielsweise .kann man die eine Hälfte aus Calit (s=6) und die andereHälfte aus CondensaC (s=64) herstellen.Instead of a disc with a continuously changing cross-section According to another embodiment of the invention, an approximately semicircular one can also be used Use a washer whose thickness is constant. Such a disk is in view and drawn in section in Fig. 5. In order to balance these rotating at the same time To obtain a disc, the arrangement according to Fig. 5 can also be modified so that one two semicircular disks 15 and 16 are joined together. The two semicircular disks must then be made of a material with significantly different dielectric constant or permeability exist; For example, one half can be made from calite (s = 6) and the other half from CondensaC (s = 64).

Die Erfindung soll nicht auf .die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein; es wäre auch denkbar, - an Stelle- eines Hohlrohrstrahlers oder eines Richtsystems mit Reflektor einen üblichen Flächenstrahler, der aus mehreren Einzelsystemen besteht, zu verwenden. Man kann auch an Stelle des in.Abb. 3 dargestellten Dipols 6 ein nach innen sich öffnendes Hohlrohr, aus -dem die Wellen in Richtung des Reflektors i austreten, verwenden.The invention is not intended to be based on the exemplary embodiments described be restricted; it would also be conceivable - instead of - a hollow tube radiator or a directional system with reflector a conventional surface emitter, which consists of several Individual systems is to be used. You can also replace the in Fig. 3 shown Dipole 6 is an inwardly opening hollow tube from which the waves in the direction of the reflector i exit, use.

Claims

PATENT CLAIMS: .i. Directional antenna system for generating a Axis of symmetry rotating, opposite to it slightly inclined beam bundle of electrical, especially very short waves, characterized in that in front of the radiant Surface with a disk rotating around the axis of symmetry of the straightening system continuously or abruptly changing cross-section made of dielectric and / or Ferromagnetic is provided.

2. Directional antenna system according to claim i, characterized characterized in that the disc is semicircular and of constant thickness is.

3. Directional antenna system according to claim i, characterized in that the disc consists of two semicircular pieces of constant thickness and that these two Pieces - made from a material with different dielectric constants are.