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DE3624897A1 - Antennensystem - Google Patents

Antennensystem

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Publication number
DE3624897A1
DE3624897A1 DE19863624897 DE3624897A DE3624897A1 DE 3624897 A1 DE3624897 A1 DE 3624897A1 DE 19863624897 DE19863624897 DE 19863624897 DE 3624897 A DE3624897 A DE 3624897A DE 3624897 A1 DE3624897 A1 DE 3624897A1
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DE
Germany
Prior art keywords
coil
antenna
antenna system
reflector
coaxial cable
Prior art date
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DE19863624897
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English (en)
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DE3624897C2 (de
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Ken Ishino
Hisamatsu Nakano
Naohisa Gotoh
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Priority claimed from JP17110485A external-priority patent/JPS6232710A/ja
Priority claimed from JP17110585A external-priority patent/JPS6232711A/ja
Priority claimed from JP17110185A external-priority patent/JPS6232707A/ja
Priority claimed from JP17110285A external-priority patent/JPS6232708A/ja
Priority claimed from JP17110685A external-priority patent/JPS6232712A/ja
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Publication of DE3624897A1 publication Critical patent/DE3624897A1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/15Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a line source, e.g. leaky waveguide antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08Helical antennas

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  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennensystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art, vor allem eine Parabolantenne für zirkularpolarisierte Wellen eines Satellitenrundfunksystems im SHF-Band (3 GHz-30 GHz). Insbesondere betrifft die Erfindung die Primärzuleitung bzw. den Primär-Feeder für eine derartige Antenne. Der vorliegende Primär-Feeder ist insbesondere vom Typ einer Rückstrahl-Wendelantenne.
Eine herkömmliche Antenne für zirkularpolarisierte Wellen im SHF-Band ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 93 402/81 bekannt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird bei dieser bekannten Antenne eine mit ihrem freien Ende abstrahlende Spiralantenne als Zuleitung bzw. Feeder verwendet, wobei mit dem Bezugszeichen 1 ein Parabolreflektor bezeichnet ist. Eine endseitig abstrahlende Spiralantenne 2 ist im Brennpunkt des Reflektors 1 angeordnet. Die endseitig abstrahlende Wendelantenne 2 ist an ein Koaxialkabel 3 angekoppelt, das als Speisezuleitung eingesetzt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte endseitig abstrahlende Wendelantenne weist jedoch aufgrund ihres Aufbaus bzw. ihrer Anordnung den Nachteil auf, daß ein Koaxialkabel 3 eine Reflektoroberfläche überqueren muß, da die Antenne 2 am entfernten Ende der Reflektoroberfläche beaufschlagt wird. Dadurch behindert das Koaxialkabel 3 den Weg der reflektierten Welle oder es blockiert die Welle derart, daß die Zuleitung der Kenndaten der Antenne selbst verschlechtert. Darüber hinaus muß bei dieser Anordnung ein Koaxialkabel 3 großer Länge gewählt werden, wobei ein derart langer Zubringer den Energieverlust des Übertragungssignals vergrößert. Dazu kommen bei dieser bekannten Antenne Probleme mit der mechanischen Festigkeit für die Halterung der endseitig abstrahlenden Wendelantenne zusammen mit der Zuleitung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die eingangs genannte Antenne unter Vermeidung der Nachteile und Beschränkungen der Antenne nach dem Stand der Technik bezüglich des Energieverlustes und der Blockierung durch die Zuleitung zu verbessern, wobei die mechanische Festigkeit bei der Lagerung des Primär-Feeders und der Zuleitung erhöht sein soll.
Diese Aufgabe wird in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.
Durch die erfindungsgemäß gewählte Verwendung einer Rückstrahl- Wendelantenne als Primär-Feeder und durch die erfindungsgemäß gewählte Anordnung dieser Rückstrahl-Wendelantenne wird erreicht, daß das als Zuleitung verwendete Koaxialkabel nicht im Bereich einer Reflektoroberfläche der Antenne zu liegen kommt, so daß die bei der Antenne nach dem Stand der Technik auftretenden Energieverluste wegen der Führung der Zuleitung vermieden werden. Außerdem wird durch die Verwendung und Anordnung der Rückstrahl-Wendelantenne das Problem der mechanischen Festigkeit für den Primär-Feeder und für dessen Zuleitung in eleganter Weise gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Antennensystems sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert werden; in dieser zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Parabolantenne gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Parabolantenne;
Fig. 3 einen in der Antenne gemäß Fig. 2 verwendeten Primär-Feeder in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Primär-Feeders in Form einer Rückstrahl-Wendelantenne;
Fig. 5 eine Ausführungsform der Wendelspule der als Primär-Feeder dienenden Rückstrahl-Wendelantenne;
Fig. 6 bis 9 graphische Darstellungen von Meßwerten, die an der erfindungsgemäßen Rückstrahl-Wendelantenne gewonnen wurden;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antennensystems;
Fig. 11A und 11B weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antennensystems bzw. der als Primär-Feeder dienenden Rückstrahl-Wendelantenne;
Fig. 12A, 12B und 12C weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rückstrahl-Wendelantenne, die als Primär-Feeder im erfindungsgemäßen Antennensystem dient;
Fig. 13 und 14 weitere Ausführungsformen der als Primär-Feeder dienenden Rückstrahl-Wendelantenne und
Fig. 15A, 15B und 15C graphische Darstellungen von Meßwerten, die an der erfindungsgemäßen, als Primär-Feeder dienenden Rückstrahl-Wendelantenne gewonnen sind sowie an dem diesen Primär-Feeder verwendenden Antennensystem.
Ein erfindungsgemäßes Antennensystem ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Antennensystem umfaßt einen Parabolreflektor 1, in dessen Brennpunkt eine Rückstrahl-Spiralantenne 5 angeordnet ist. Diese Rückstrahl-Wendelantenne 5 ist als in Längsrichtung gedrehte Spule mit einem Paar äußerer Enden 5 a und 5 b ausgebildet und entlang der Achse des Reflektors 1 angeordnet. Das nahe zum Reflektor 1 angeordnete Ende 5 a dient als Zuführ- oder Aufgabepunkt und ist an ein Koaxialkabel 6 angekoppelt. Das entfernter vom Reflektor 1 angeordnete andere Ende 5 b ist freistehend.
Bei dieser Anordnung wird eine Mikrowelle W durch den Reflektor 1 reflektiert und im Primär-Feeder (Rückstrahl- Wendelantenne) 5 konzentriert.
Die Fig. 3A bis 3D zeigen verschiedene Ausführungsformen der als Primär-Feeder dienenden Rückstrahl-Wendelantenne. Die in den Fig. 3A bis 3D dargestellte Rückstrahl-Wendelantenne 5 besteht aus einer leitfähigen Spule 8, einem Koaxialkabel 6 und einer Anpassungsscheibe 7, die direkt an den Außenleiter 6 a des Koaxialkabels 6 angeschlossen ist. Der Innenleiter 6 b des Kabels 6 ist am Punkt 5 a an die Spule 8 angekoppelt. Das andere Ende 5 b der Spule 8 ist freistehend. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3D ist keine Anpassungsscheibe 7 verwendet.
Wenn eine Wendelantenne 5 mit einem Reflektor gekoppelt ist und diese Wendelantenne ist am Aufgabepunkt mit einem Mikrowellensignal beaufschlagt, so fließt ein Strom entlang der Spule und Mikrowellenenergie wird vom freistehenden Punkt der Spule abgestrahlt. Dies ist das Arbeitsprinzip der in Fig. 1 dargestellten endseitig abstrahlenden Spiralantenne gemäß dem Stand der Technik. Bei dieser Antenne nach dem Stand der Technik ist die Größe des Reflektors verglichen mit der Umfangslänge der Spule klein, so daß die Abstrahlung nicht nur vom freistehenden Punkt 5 b bewirkt wird, sondern ebenso vom Zuführ- oder Aufgabepunkt 5 a. Mit anderen Worten nimmt die Hinterkeulen-Abstrahlung bei kleinen Reflektordimensionen zu. Die hier beschriebene erfindungsgemäße Rückstrahl-Wendelantenne benutzt besagte Hinterkeulen-Strahlen in der endseitig abstrahlenden Wendelantenne gemäß dem Stand der Technik. Dem Reflektor gemäß der Antenne nach dem Stand der Technik entspricht hier die Anpassungsscheibe.
Gemäß der Ausführungsform des Primär-Feeders nach Fig. 3A ist die Spule 8 als Solenoid mit festem Durchmesser über die ganze Spulenlänge ausgebildet. In der Ausführungsform gemäß den Fig. 3B und 3C ist zumindest ein Teil der Spule 8 kegelig oder hornförmig ausgebildet. Gemäß Fig. 3D ist die Spule ebenfalls ein Solenoid, aber es ist keine Anpassungsscheibe vorgesehen.
In den Fig. 3A-D ist die Umfangslänge der Spule 5 mit S bezeichnet, (a) ist der Steigungswinkel der Spulenwicklung, c die Umfangslänge der Anpassungsscheibe 7 und (β) ist der Winkel des Kegels 8 T oder des Horns 8 F. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Spule kegelig oder hornförmig erweitert ist, bezieht sich die Länge S auf den nicht erweiterten Spulenteil. Der Spulendurchmesser ergibt sich als S/π und der Durchmesser der Anpassungsscheibe als c/π, wobei π = 3,14 ist.
Wie aus den Fig. 3A bis 3D ersichtlich, weist die Spule 8 am Beaufschlagungspunkt 5 b einen sich linear erstreckenden Leiterabschnitt 9 auf, der parallel zur Anpassungsscheibe 7 angeordnet ist.
Der Abstand (a) zwischen der Anpassungsscheibe 7 und dem linearen Leiterabschnitt 9 ist kritisch für die bevorzugte Anpassung zwischen dem Kabel 6 und der Spule 8 zur Reduzierung der V.S.W.R. (voltage standing wave ratio), dessen Wert durch das Einjustieren des Abstandes (a) minimiert wird. Alternativ hierzu kann dieser Wert auch durch Einstellen des Konuswinkels (β) eingeregelt werden. Beide Einstellmethoden lassen sich auch miteinander kombinieren.
Die Zentralachse der Spule und der Innenleiter 6 b des Koaxialkabels 6 fallen vorzugsweise zusammen mit der Achse des Reflektors 1. Für diese Anordnung ist die Hauptkeule des Primär-Feeders 5 dargestellt durch die gestrichelte Linie MB von Fig. 2.
Während des Betriebs wird die vom Reflektor 1 empfangene Mikrowelle W gemäß Fig. 2 reflektiert und im Brennpunkt fokussiert, in welchem der Primär-Feeder (Rückstrahl-Wendelantenne) angeordnet ist. Wenn diese Primärzuleitung (Primär-Feeder) die Hauptkeule entsprechend der gestrichelten Linie MB von Fig. 2 aufweist, wird die reflektierte Welle vom Primär-Feeder 5 empfangen. Die Hauptanwendung der Antenne von Fig. 2 liegt im Empfang einer zirkularpolarisierten Welle.
Die soeben beschriebene Rückstrahl-Wendelantenne weist den Vorteil auf, daß der Aufgabepunkt des Primär-Feeders dem näher zum Reflektor 1 angeordneten Punkt 5 a entspricht, so daß deshalb die Länge des Koaxialkabels 6 kurz gewählt sein kann. Dementsprechend ist der Energieverlust in der (Feeder-)Zuleitung gering und außerdem stört diese Zuleitung nicht die Kenndaten der Antenne, da die (Feeder-)Zuleitung den Reflektor 1 nicht kreuzt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Primär-Feeder 5 vom Koaxialkabel 6 selbst getragen werden kann, wenn ein starres Koaxialkabel oder ein semi-starres Koaxialkabel als (Feeder-)Zuführung verwendet wird. Dadurch wird die Trägerstruktur des Primär-Feeders vereinfacht und sie weist außerdem eine ausreichende mechanische Festigkeit auf. Aufgrund ihres vereinfachten Aufbaus eignet sich diese Antenne außerdem für die Massenproduktion.
Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Auführungsformen des bisher beschriebenen Primär-Feeders.
Entsprechend Fig. 4 sind die Anpassungsscheibe 7 und die Spule 8 mit Polystyrenschaum 10 bedeckt, um die Antenne wasserdicht zu machen, und um eine Verwindung oder Verformung der Antenne zu vermeiden.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Spule 8 dargestellt. Auf einem zylindrischen dielektrischen Spulenkörper 20 ist eine Leiterbahn 21 in Spulenform niedergeschlagen und bildet die Spule 8. Die leitende Bahn 21 wird auf dem Spulenkörper mittels eines Plattinierverfahrens, eines Verdampfungsverfahrens oder eines Ätzverfahrens niedergeschlagen.
Einige experimentelle Daten der bisher beschriebenen Primär-Feeders sind in den Fig. 6 bis 9 in Kurvenform dargestellt.
Fig. 6 zeigt den kurvenförmigen Verlauf zwischen der Umfangslänge S der Spule des Primär-Feeders und der Rückwärtsdämpfung der Antenne bzw. des Vorwärts-/Rückwärtsverhältnisses der Antennenstrahlung. Längs der Ordinate ist dieses Verhältnis aufgetragen als 10 log(F/B), wobei F die Stärke der Haupt- oder Vorderkeule ist und B die Stärke der Hinter- oder Rückkeule. In Fig. 6 beträgt der Winkel (α) = 6°, der Winkel (β) = 0°, c ist 0,9 S und (λ) ist die Wellenlänge. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist S vorzugsweise zwischen 0,5 · (λ) und 1,2 · (λ) zu wählen, um ein Vorwärts-/Rückwärtsverhältnis größer als 10 dB zu erhalten.
Fig. 7 zeigt den Kurvenverlauf zwischen dem Steigungswinkel (α) und dem Vorwärts-/Rückwärtsverhältnis der Rückstrahl-Wendelantenne, wobei S = 1,0 · (λ) ist, (β) 6° beträgt und c = 0,9 · S ist. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, liegt der bevorzugte Bereich für den Steigungswinkel (α) zwischen 3° und 20°, um eine Rückwärtsdämpfung größer als 10 dB zu erreichen.
Fig. 8 zeigt den Kurvenverlauf zwischen dem Konuswinkel (β) und dem Vorwärts-/Rückwärtsstrahlungsverhältnis der Rückstrahl-Wendelantenne, wobei S = 1,0 · (λ) ist, (λ) 6° beträgt und c = 0,9 · S ist. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, liegt der bevorzugte Bereich von (β) zwischen 0° und 45°, um ein Vorwärts-/Rückwärtsstrahlungsverhältnis größer als 10 dB zu erhalten. Die Rückstrahl-Wendelantenne mit (β) = 0 weist keinen konusförmigen oder hornförmigen Verlauf auf.
Fig. 9 zeigt den Kurvenverlauf zwischen der Umfangslänge c der Anpassungsscheibe und dem Vorwärts-/Rückwärtsstrahlungsverhältnis der Rückstrahl-Wendelantenne, wobei S = 1,0 · (λ), (α) ist 6°, (β) ist 0°. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, liegt der bevorzugte Bereich für c zwischen 0 und 1,2 · S, wobei c = 0 bedeutet, daß keine Anpassungsscheibe verwendet ist.
Unter Würdigung der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten experimentellen Ergebnissen lassen sich folgende Grenzwerte für den vorzugsweisen Betrieb einer Rückstrahl-Wendelantenne ableiten:
0,5 · (λ) ≦ S ≦ 1,2 · (λ)
3° ≦ (α) ≦ 20°
0° ≦ (β) ≦ 45°
0 ≦ c ≦ 1,2 · S
Nachfolgend sollen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antenne beschrieben werden, die für die Praxis von Bedeutung sind.
In der Ausführungsform von Fig. 10 ist ein Radom bzw. eine Antennenkuppel 25 vorgesehen, die die Öffnung des Reflektors 1 abdeckt. Bei dieser Ausführungsform liegt der Brennpunkt des Reflektors 1 bevorzugt zwischen der Linie e-e der Außenkante des Reflektors 1. Es ist ein BS-Konverter 40 zur Frequenzumwandlung zwischen einer Radiowellenfrequenz und einer Zwischenfrequenz vorgesehen, der auf der Rückseite des Reflektors 1 befestigt ist. Die Antennenkuppel 25 besteht aus einer Plastikfolie, die den Durchgang von Mikrowellenenergie nicht behindert. Die Antennenkuppel 25 dient zum wasserdichten Abschluß der Antenne und ist besonders vorteilhaft für eine Antenne, deren Primär-Feeder vom Rückstrahltyp ist, da die Feeder-Zuleitung nicht durch die Antennenkuppel geführt werden muß, wie dies bei der Antenne gemäß dem Stand der Technik der Fall ist, bei der eine Wasserdichtheit auch dann nicht zuverlässig gewährleistet werden kann, wenn eine Antennenkuppel verwendet wird.
Bei der Ausführungsform der Antenne gemäß Fig. 11A wird der Primär-Feeder (Rückstrahl-Wendelantenne) durch ein Radom 26 abgedeckt, und das Koaxialkabel 6 wird mittels einer hohlen Zylinderstrebe 27 abgestützt. Diese Strebe 27 ist ihrerseits mittels einer Schraube am Reflektor 1 befestigt und weist eine Bohrung auf, in der eine Feeder- Zuleitung derart festgelegt ist, daß sie von der Strebe 27 geschützt ist. Diese in Fig. 11A dargestellte Ausführungsform eignet sich besonders für solche Antennen, bei denen die Fokuslänge des Reflektors 1 zu lang ist, um das Koaxialkabel 6 durch die Feeder-Zuleitung selbst abzustützen.
Vorzugsweise besteht zumindest die Oberfläche der Strebe 27 aus leitendem Material. Wenn die Strebe 27 aus dielektrischem Material hergestellt wäre, würde das elektromagnetische Feld gestört werden, was wiederum zur Folge hätte, daß die Kenndaten der Antenne verschlechtert wären.
Fig. 11B zeigt eine Abwandlung zu der Ausführungsform von Fig. 11A. In Fig. 11B ist die Strebe 27 konusförmig verjüngt ausgeführt derart, daß der Durchmesser d 2 der Strebe 27 am Vereinigungspunkt mit der (Rückstrahl-Wendel-)Antenne geringer ist als der Durchmesser d 1 der Anpassungsscheibe 7 der Antenne 5. Durch die konusförmige Ausgestaltung der Strebe wird deren mechanische Festigkeit verbessert, da die Strebe mit dem Reflektor über den dicken Strebenabschnitt verbunden ist.
Die Fig. 12A, 12B und 12C betreffen verschiedene Ausführungsformen der Verbindung des Koaxialkabels 6 mit einem externen Schaltkreis wie beispielsweise einem BS Konverter (Frequenzwandler). Da die vorliegende Antenne mittels eines Koaxialkabels ohne die Verwendung eines Wellenleiters beaufschlagt wird, ist die Feeder-Zuleitung direkt mit einer gedruckten Schaltkarte verbunden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 12A ist der Innenleiter des Koaxialkabels 6 mit dem Pin oder Anschlußstift 33 auf der gedruckten Schaltkarte 32 A verbunden. Der Außenleiter des Koaxialkabels 6 ist mit dem Null-Leiter der gedruckten Schaltkarte 32 A verbunden. Das Bezugszeichen 30 A betrifft das Gehäuse eines Frequenzwandlers, welches die gedruckte Schaltplatine 32 A haltert. In Fig. 12B ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der ein Koaxialkabelverbinder 34 mit dem Gehäuse 30 A fest verbunden ist. Das Koaxialkabel 6 ist mit der gedruckten Schaltplatine 32 A durch Verwendung des Koaxialkabelsteckers 34 A verbunden.
Fig. 12C zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform der Verbindung nach Fig. 12A. In Fig. 12C ist der Frequenzwandler 40 fest mit der Rückseite des Reflektors 1 verbunden. Der Frequenzwandler 40 umfaßt gedruckte Schaltkarten 32 A und 32 B, und das Koaxialkabel 6 ist direkt mit der gedruckten Schaltkarte 32 A fest verbunden. Damit sind also sowohl der Innenleiter wie auch der Außenleiter des Koaxialkabels 6 direkt mit der gedruckten Schaltkarte verbunden. Die Anordnung von Fig. 12 erlaubt es mit Vorteil, die Größe der Antenne und des dazugehörigen außeren Schaltkreises zu verringern, wodurch auch der Verlust in der Feeder-Zuleitung verringert wird.
In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Spule 8 der Rückstrahl-Wendelantenne 5 dargestellt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spule 8 integral mit dem Innenleiter 6 B des Koaxialkabels 6 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Spule 8 dadurch erzeugt, daß der Innenleiter des Koaxialkabels in Form einer Wicklung ausgebildet ist. Die Anordnung von Fig. 13 hat den Vorteil, daß die mechanische Festigkeit der Antenne ist, und daß der Herstellungsprozeß zur Verbindung der Spule 8 mit dem Koaxialkabel entfällt.
In Fig. 14 ist eine weitere Ausführungsform des Aufbaus der Anpassungsscheibe 7 dargestellt. Gekennzeichnet ist die Anpassungsscheibe 7 nach Fig. 14 dadurch, daß sie nicht als flache Scheibe ausgebildet ist, sondern eine flache Oberfläche 7 a aufweist, sowie eine konisch ausgebildete Oberfläche 7 b. Die flache Seite 7 a liegt der Spule 8 gegenüber. Der konisch zulaufende Abschnitt 7 b der Scheibe 7 erleichtert die feste Verbindung der Scheibe 7 mit dem Koaxialkabel 6. Da die Scheibe 7 verjüngt bzw. konisch ausgebildet ist, ist sie elektromagnetisch gesehen dünn, aber mechanisch gesehen dick. Mit anderen Worten, wenn die Scheibe 7 dick ausgebildet wäre, würde sie den (magnetischen) Fluß stören, wodurch die Antennenkenndaten verschlechtert wären. Da die Scheibe 7 jedoch nach Fig. 14 konisch verjüngt ausläuft, verschlechtert sie die Antennenkenndaten nicht und ist außerdem gleichzeitig mechanisch äquivalent zu einer (gleichmäßig) dicken Scheibe, so daß eine hohe mechanische Festigkeit gewährleistet ist.
In den Fig. 15A bis 15C sind experimentelle Kurven dargestellt, die mit einem Exemplar der Rückstrahl-Wendelantenne gewonnen wurde, das eine integrale Spule gemäß Fig. 13 aufweist sowie eine konisch ausgeformte Scheibe gemäß Fig. 14, deren Spule jedoch weder konisch noch hornförmig ausgebildet ist. Die Anzahl der Spulenwindungen ist 7, die Frequenz 12 GHz und der Durchmesser des Reflektors ist 750 mm.
Fig. 15A zeigt die Gewinnkurven des Primär-Feeders (ohne Benutzung eines Reflektors). Bei diesem Experiment ist der Gewinn der Hauptkeule 6,3 dB, der V.S.W.R. beträgt 1,17, das Vorwärts-/Rückwärtsverhältnis beträgt 17 dB und der Gewinn in der ±60° Richtung beträgt -8 dB.
Fig. 15B zeigt die Gewinnkurven der gesamten Antenne, die sowohl den Primär-Feeder wie auch den Parabolreflektor aufweist, und Fig. 15C zeigt Detailkurven nahe der Hauptkeule von Fig. 15B. In den Fig. 15B und 15C beträgt der Gewinn 37,5 dB, die Halbbreite (3 dB nach unten) beträgt etwa 2 Grad, der Flankenkeulenpegel ist geringer als -23 dB, und der Rückkolbenpegel ist geringer als -45 dB.
Vorstehend sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Antenne beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.

Claims (14)

1. Antennensystem mit einem Reflektor, einem Primär-Feeder, der eine wendelförmige Spule mit einem Paar von Endabschnitten aufweist, die im Brennpunkt des Reflektors so angeordnet ist, daß die Achse der Wendelantenne im wesentlichen zusammenfällt mit der Achse des Reflektors, und mit einer Feeder-Zuleitung zur Verbindung der Antenne mit einem externen Schaltkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär-Feeder eine Rückstrahl- Wendelantenne (5) ist, die mit der Feeder-Zuleitung mit dem Endabschnitt (5 A) verbunden ist, der am nächsten zum Reflektor gelegen ist, wobei der andere Endabschnitt (5 B) der Rückstrahl-Wendelantenne freistehend ausgebildet ist, und daß die Feeder-Zuleitung ein Koaxialkabel (6) ist.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstrahl-Wendelantenne (5) am Verbindungspunkt der Feeder-Zuleitung und der Wendelantenne eine leitende Anpassungsscheibe (7) aufweist, die mit dem Außenleiter (6 A) des Koaxialkabels (6) verbunden ist, und daß die Spule (5) mit dem Innenleiter (6 B) des Koaxialkabels (6) verbunden ist.
3. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden numerischen Bedingungen erfüllt sind: 0,5·(λ) ≦ S ≦ 1,2·(λ),  0° ≦ (β) ≦ 45°
3° ≦ (α) ≦ 20°,  0 ≦ c ≦1,2 · Swobei S die Umfangslänge einer Windung der Spule (8) ist, (α) der Steigungswinkel der Spule (8), (β) der Horn- oder Konuswinkel der Spule (8) und c die Umfangslänge der Anpassungsscheibe (7).
4. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialkabel (6) entlang der Zentralachse des Reflektors (1) angeordnet ist und den Reflektor (1) in dessen Zentrum durchdringt.
5. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstrahl-Wendelantenne (5) von einem Polystyrenschaum (10) bedeckt ist.
6. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) einen zylindrischen dielektrischen Spulenkörper (20) umfaßt, auf dessen Oberfläche eine Leiteranordnung (21) abgeschieden ist, welche die Spule bildet.
7. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Reflektors (1) mit einem Radom (25) verschlossen ist.
8. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialkabel (6) gehaltert ist durch einen hohlen zylindrischen Steg (27), und daß die Rückstrahl-Wendelantenne (5) bedeckt ist mit einem Radom (26).
9. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialkabel (6) mit einer gedruckten Schaltkarte (32 A) eines Frequenzwandlers verbunden ist.
10. Antennensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler auf der Rückseite des Reflektors (1) befestigt ist.
11. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) am Verbindungspunkt zwischen der Spule (8) und der Feeder-Zuleitung (6) einen linearen Abschnitt aufweist, und daß die Spule (8) so angeordnet ist, daß dieser lineare Abschnitt parallel zur Anpassungsscheibe (7) verläuft.
12. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) integral mit dem Innenleiter (6 B) der Feeder-Zuleitung (6) ausgebildet ist.
13. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsscheibe (7) eine flache Oberfläche (7 A) aufweist, die der Spule (8) gegenüberliegt, sowie eine konusförmig ausgebildete Rückseite.
14. Antennensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche des Stegs (27) dielektrisch ist, und daß der Steg an dem der Anpassungsscheibe (79 gegenüberliegenden Ende einen Durchmesser (d 2) aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser (d 1) der Anpassungsscheibe (7).
DE19863624897 1985-08-05 1986-07-23 Antennensystem Granted DE3624897A1 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17110385A JPS6232709A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 パラボラアンテナ装置
JP17110485A JPS6232710A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 パラボラアンテナ装置
JP17110585A JPS6232711A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 パラボラアンテナ装置
JP17110185A JPS6232707A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 パラボラアンテナ装置
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JP17110685A JPS6232712A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 パラボラアンテナ装置

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Publication Number Publication Date
DE3624897A1 true DE3624897A1 (de) 1987-02-12
DE3624897C2 DE3624897C2 (de) 1991-01-17

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ID=27553378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863624897 Granted DE3624897A1 (de) 1985-08-05 1986-07-23 Antennensystem

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