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C
0097932
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
19840111
EP
83106196.5
19830624
de
de
de
3224257
19820628
DE
19840111
198402
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198402
3
3H 01Q 19/13 A
de
Mikrowellen-Richtfunkantenne
en
Directional radio microwave antenna
fr
Antenne à micro-ondes à faisceau dirigé
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
00200520
VPA 82 P 1493 E
Wittelsbacherplatz 2
80333 München
DE
Brunner, Anton, Dipl.-Ing.
Nussbaumstrasse 2A
D-8136 Wangen
DE
Gillitzer, Erwin, Dr.rer.nat.
Brandweg 7
D-8024 Deisenhofen
DE
Leupelt, Uwe, Dipl.-Ing.
Heideweg 30 b
D-8037 Olching
DE
Löw, Wolfgang, Dipl.-Ing.
Passauerstrasse 2 b
D-8000 München 70
DE
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Die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) der Muschelantenne werden gegenüber denjenigen der bisherigen Antennen insbesondere in der näheren Umgebung der Antennenachse (6-7) nach vorne verlängert und vorteilhaft nach innen entlang etwa senkrecht verlaufender Linien (10, 11) abgeknickt, so daß sich eine verringerte direkte Abstrahlung des Primärstrahlersystems (2) nach außen und damit eine Vergrößerung der Winkeldämpfung bereits bei kleinen Winkelablagen von der Hauptstrahlrichtung und ein erheblich verbessertes Horizontaldiagramm ergeben. Die Muschelantenne ist insbesondere für Richtinksysteme bei niedrigen Frequenzen (2GHz- und 4GHz-Systeme) geeignet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeist wird und seitlich sowie unten vom metallischen Wänden begrenzt ist.
Beim Aufbau und bei der Erweiterung von dichten Richtfunknetzen werden Antennen mit hohen Nebenzipfeldämpfungen bei schon sehr kleinen Winkelabständen benötigt, um eine gegenseitige Beeinflussung der Funkfelder zu vermeiden.
Je nach Richtfunksystem, räumlichen Gegebenheiten und Einsatz der Antenne als Knoten oder Endpunkt einer Richtfunkstrecke sind unterschiedliche Pegel erforderlich, die ab einem vorgegebenen Winkelabstand nicht überschritten werden dürfen.
Für Richtfunksysteme stehen verschiedene Antennenarten wie beispielsweise Parabol- oder Muschelantennen zur Verfügung, wobei Muschelantennen vorgegebene Nebenzipfeldämpfungen meist schon bei geringeren Winkeln in der Horizontalebene erreichen.
Die hohen Forderungen, die speziell bei niedrigen Frequenzen, z.B. bei 2-GHz- und 4-GHz-Systemen, an die Winkeldämpfungen gestellt werden, sind auch mit den zur Zeit zur Verfügung stehenden Muschelantennen nicht erreichbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Muschelantennen so auszubilden, daß sich eine Vergrößerung der Winkeldämpfung bereits bei kleinen Winkelablagen von der Hauptstrahlrichtung der Antenne auch bei niedrigeren Frequenzen ergibt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Muschelantenne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die seitlichen Begrenzungswände in Höhe des den Reflektor unmittelbar bestrahlenden Teils des Primärstrahlersystems etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet sind, daß sich dieser Teil des Primärstrahlersystems - bei seiner Projektion auf die seitlichen Begrenzungswände - etwa in der Mitte zwischen Apertur und Reflektor befindet, und daß die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungswände so verlaufen, daß der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor bei unten liegendem Primärstrahlersystem schräg nach oben und bei oben liegendem Primärstrahlersystem schräng nach unten gerichtet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine wesentliche Ursache geringer Winkeldämpfungen im Halbraum um die Antennenachse bei den bekannten Muschelantennen die Rückstrahlung des Primärstrahlersystems, z.B. des Erregerhorns der Muschelantenne, ist. Gegenüber den bekannten Muschelantennen sind somit die Seitenwände der gemäß der Erfindung ausgebildeten Muschelantenne so verlängert, daß die direkte Strahlung des Primärstrahlersystems nur in einem schmalen Winkelbereich aus der Antenne austreten kann. Da die Rückstrahlung des Primärstrahlersystems das Horizontaldiagramm nur in der näheren Umgebung der Antennenachse (Halbstrahl Scheitel-Brennpunkt) beeinflußt, genügt es, die seitlichen Begrenzungswände entsprechend der Erfindung nur in diesem Bereich wesentlich zu verlängern.Dies ergibt eine Muschelantenne,bei der der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor nicht schräg nach unten wie bei den bisher üblichen Muschelantennen sondern schräg nach oben zeigt.
Hierbei ist der übliche Aufbau der Muschelantennen mit unten liegendem Primärstrahlersystem zugrunde gelegt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die seitlichen Begrenzungswände vorzugsweise nach innen abzuknicken und zwar derart, daß die Knicklinien etwa vertikal verlaufen. In zweckmäßiger Weise befinden sich die Knicklinien - bei Projektion des den Reflektor unmittelbar bestrahlenden Teils auf die seitlichen Begrenzungswände - zwischen diesem Teil und der Apertur.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Muschelantenne zeigt hinsichtlich des Antennengewinns gegenüber den bekannten Muschelantennen keine meßbare Einbuße.
Das durch die Erfindung angegebene Prinzip ist nicht nur für direkt,beispielsweise mittels eines Trichterstrahlers gespeiste Muschelantennen, sondern auch für solche nach dem Mehrspiegelprinzip, z.B. nach Cassegrain oder Gregory, anwendbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier Figuren erläutert. Es zeigen.
- Fig. 1 die geschnittene Seitenansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung,
- Fig. 2 die geschnittene Draufsicht dieser Antenne,
- Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung ohne geknickte seitliche Begrenzungswände,
- Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung mit geknickten seitlichen Begrenzungswänden.
Die in den Fig. 1 und 2 in einer seitlichen Schnittansicht C-D bzw. in einer Schnittansicht A-B von oben dargestellte Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise nach der Erfindung weist einen als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor 1 auf, der nach dem Offset-Prinzip von einem Trichterstrahler 2 mit kreisrunder Apertur gespeist wird. Die Antenne ist seitlich von zwei Begrenzungswänden 3 und 4 sowie unten von einer Begrenzungswand 5 aus metallischem Material,das zum Teil mit Absorberbelag versehen ist, begrenzt. Die Antennenachse verläuft durch den Scheitelpunkt 6 des Reflektors 1 und den Brennpunkt 7 des Trichterstrahlers 2. Die seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 sind in Höhe des den Reflektor 1 unmittelbar bestrahlenden Trichterstrahlers 2 etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet, daß sich der Trichterstrahler 2 - bei seiner Projektion auf die seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 - etwa in deren Mitte befindet. Damit kann die Strahlung des Trichterstrahlers 2 nur in einem schmalen Winkelbereich aus der Antenne direkt austreten. Die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 verlaufen derart schräg nach oben, daß der auf der Antennenapertur senkrecht stehende Flächenvektor e schräg nach oben gerichtet ist. Bei einer Apertur, wie sie bei den bisherigen Muschelantennen üblich war und wie sie durch die gestrichelten Linien 8 und 9 in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist, verläuft der entsprechende Flächenvektor e' auf der Apertur schräg nach unten. Es hat sich herausgestellt, daß die Rückstrahlung des Trichterstrahlers 2 im Horizontaldiagramm nur die nähere Umgebung der Antennenachse 6-7 beeinflußt, so daß es genügt, entsprechend der Erfindung die seitlichen Begrenzungwände 3 und 4 nur in diesem Bereich wesentlich nach vorne zu verlängern. Eine weitere Verbesserung des Horizontaldiagramms der Muschelantenne wird erreicht, wenn die seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 nach innen geringfügig abgeknickt sind. Dies ist in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 8 dargestellt, die mit der Knicklinie identisch ist. Die Strahlung des Trichterstrahlers 2 kann somit nur in einem sehr schmalen Winkelbereich α (Fig. 2) aus der Antenne austreten. Der Knickwinkel β im dargestellten Beispiel beträgt 10° nach innen.
Fig. 3 zeigt die Schrägansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung, die mit derjenigen nach den Fig.1 und 2 mit Ausnahme der Abknickungen in den beiden seitlichen Begrenzungswänden 3 und 4 übereinstimmt. Die Linien 10, 11 und 12 sollen die Aperturbegrenzungen der Muschelantenne der bisher üblichen Bauform andeuten. '
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht die Ausführungsform der Fig. 1 und 2, d.h. mit geknickten seitlichen Begrenzungswänden 3 und 4. In diesem Beispiel stimmen die Knicklinien mit den seitlichen Aperturrandlinien 10 und 11 der Muschelantenne nach der bisher üblichen Bauform überein.
1. Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeist wird und seitlich sowie unten vom metallischen Wänden begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) in Höhe des den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlenden Teils (2) des Primärstrahlersystems etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet sind, daß sich dieser Teil (2) des Primärstrahlersystems - bei seiner Projektion auf die seitlichen Begrenzungswände (2, 3) - etwa in der Mitte zwischen Apertur und Reflektor (1) befindet, und daß die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungswände (3, 4) so verlaufen, daß der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor (e) bei unten liegendem Primärstrahlersystem (_2) schräg nach oben und bei oben liegendem Primärstrahlersystem schräg nach unten gerichtet ist.
2. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet , daß die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) vorzugsweise nach innen abgeknickt sind und daß die Knicklinien (10, 11) etwa vertikal verlaufen.
3. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 2, da- durch gekennzeichnet , daß sich die Knicklinien (10, 11) - bei Projektion des den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlenden Teils auf die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) - zwischen diesem Teil (2) und der Apertur befinden.
4. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Knickwinkel (β) etwa 10° nach innen beträgt.
5. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-net, daß der den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlende Teil des Primärstrahlersystems ein Trichterstrahler (2) z.B. mit kreisrunder oder quadratischer Apertur ist.
6. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlende Teil des Primärstrahlersystems der Subreflektor eines nach dem Mehrspiegelprinzip arbeitenden Systems, z.B. nach Cassegrain oder Gregory, ist.