DE3624897A1 - Antennensystem - Google Patents
AntennensystemInfo
- 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
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coil
- antenna
- antenna system
- reflector
- coaxial cable
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 18
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations 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
- H01Q19/12—Combinations 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
- H01Q19/15—Combinations 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
- H01Q11/08—Helical antennas
Landscapes
- 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
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).
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).
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 |
JP17110285A JPS6232708A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | パラボラアンテナ装置 |
JP17110685A JPS6232712A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | パラボラアンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3624897A1 true DE3624897A1 (de) | 1987-02-12 |
DE3624897C2 DE3624897C2 (de) | 1991-01-17 |
Family
ID=27553378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863624897 Granted DE3624897A1 (de) | 1985-08-05 | 1986-07-23 | Antennensystem |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4742359A (de) |
CA (1) | CA1257694A (de) |
DE (1) | DE3624897A1 (de) |
FR (1) | FR2602918B1 (de) |
GB (1) | GB2178904B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009049595A1 (de) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Lfk-Lenkflugkörpersysteme Gmbh | Antennensystem |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6367903A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Aisin Seiki Co Ltd | アンテナ装置 |
US5025262A (en) * | 1986-11-06 | 1991-06-18 | E-Systems, Inc. | Airborne antenna and a system for mechanically steering an airborne antenna |
FR2627330B1 (fr) * | 1988-02-12 | 1990-11-30 | Alcatel Espace | Antenne multifrequence, utilisable notamment dans le domaine des telecommunications spatiales |
FR2643511B1 (fr) * | 1989-02-17 | 1991-04-19 | Thomson Lgt | Systeme d'antenne pour reception de satellite de diffusion directe |
US5212493A (en) * | 1989-02-17 | 1993-05-18 | Thomson-Lgt Laboratoire General Des Telecomm. | Antenna system for reception from direct broadcasting satellites |
FR2653941B1 (fr) * | 1989-10-31 | 1992-02-28 | Thomson Lgt | Antenne de reception multifocale a direction de pointage unique pour plusieurs satellites. |
WO1992005681A1 (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-02 | Thomson Consumer Electronics S.A. | Device for the connection of a feeder line |
FR2669469B1 (fr) * | 1990-11-16 | 1993-05-14 | Meusonic Ste Meusienne Electro | Antenne parabolique pour la reception de signaux hyperfrequence. |
WO1992021159A1 (en) * | 1991-05-13 | 1992-11-26 | Thomson Consumer Electronics S.A. | Radiowave antenna system |
US5517206A (en) * | 1991-07-30 | 1996-05-14 | Ball Corporation | Broad band antenna structure |
SE468917B (sv) * | 1991-08-16 | 1993-04-05 | Ericsson Ge Mobile Communicat | Miniatyrantenn |
CA2061743C (en) * | 1992-02-24 | 1996-05-14 | Peter Charles Strickland | End loaded helix antenna |
US5654723A (en) * | 1992-12-15 | 1997-08-05 | West Virginia University | Contrawound antenna |
US5479182A (en) * | 1993-03-01 | 1995-12-26 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Communications | Short conical antenna |
JPH07240616A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘリカルアンテナ及び無線電話機 |
US5751251A (en) * | 1996-03-20 | 1998-05-12 | Hutchinson; Ronald M. | Automotive mobile telephone antenna silencer |
US5723912A (en) * | 1996-04-25 | 1998-03-03 | Trw Inc. | Remote keyless entry system having a helical antenna |
CN1060885C (zh) * | 1996-06-28 | 2001-01-17 | 太原工业大学 | 圆极化背射天线 |
US5963871A (en) * | 1996-10-04 | 1999-10-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Retractable multi-band antennas |
US6112102A (en) * | 1996-10-04 | 2000-08-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Multi-band non-uniform helical antennas |
US6329962B2 (en) | 1998-08-04 | 2001-12-11 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Multiple band, multiple branch antenna for mobile phone |
FI111884B (fi) | 1997-12-16 | 2003-09-30 | Filtronic Lk Oy | Kahden taajuuden heliksiantenni |
US6166694A (en) * | 1998-07-09 | 2000-12-26 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Printed twin spiral dual band antenna |
US6353443B1 (en) | 1998-07-09 | 2002-03-05 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Miniature printed spiral antenna for mobile terminals |
US6343208B1 (en) | 1998-12-16 | 2002-01-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Printed multi-band patch antenna |
US6172655B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-01-09 | Lockheed Martin Corporation | Ultra-short helical antenna and array thereof |
US6243051B1 (en) | 1999-11-05 | 2001-06-05 | Harris Corporation | Dual helical antenna for variable beam width coverage |
TW513827B (en) * | 2001-02-07 | 2002-12-11 | Furukawa Electric Co Ltd | Antenna apparatus |
KR100787229B1 (ko) * | 2005-02-04 | 2007-12-21 | 삼성전자주식회사 | 이중 대역 역 에프 평판안테나 |
US20070024520A1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Duane Preble | Spiral antenna |
US7388559B1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-17 | The Boeing Company | Reflector antenna |
US20100103053A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-04-29 | Intermec Ip Corp. | Circularly polarized antenna |
CN101448348B (zh) * | 2008-11-27 | 2011-06-15 | 电子科技大学 | 一种螺旋喇叭状微波馈能天线及其阵列微波加热装置 |
KR20110006953A (ko) * | 2009-07-15 | 2011-01-21 | 위월드 주식회사 | 역중앙 급전방식의 헬릭스 급전 광대역 안테나 |
CN102544736B (zh) * | 2010-12-08 | 2016-08-17 | 上海保隆汽车科技股份有限公司 | 具有小反射面的螺旋天线 |
WO2014108176A1 (en) | 2013-01-09 | 2014-07-17 | Thrane & Thrane A/S | A dual antenna |
WO2020074752A1 (es) | 2018-10-09 | 2020-04-16 | EMITE Ingeniería S.L. | Sistema de testeo en rango de múltiple banda compacto, de campo cercano a campo lejano y de campo lejano directo |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB741897A (en) * | 1953-06-17 | 1955-12-14 | Marconi Wireless Telegraph Co | Improvements in or relating to directional aerial systems |
US4014028A (en) * | 1975-08-11 | 1977-03-22 | Trw Inc. | Backfire bifilar helical antenna |
JPS5693402A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna for circularly polarized wave |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH391803A (de) * | 1961-10-06 | 1965-05-15 | Patelhold Patentverwertung | Axial rückwärtsstrahlende Wendelantenne |
DE1183143B (de) * | 1962-06-01 | 1964-12-10 | Rohde & Schwarz | Wendelantenne mit Reflektor |
GB1531925A (en) * | 1975-01-29 | 1978-11-15 | Abreu J | Helical antennas |
-
1986
- 1986-07-15 CA CA000513784A patent/CA1257694A/en not_active Expired
- 1986-07-18 GB GB8617609A patent/GB2178904B/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-22 US US06/889,116 patent/US4742359A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-23 DE DE19863624897 patent/DE3624897A1/de active Granted
- 1986-08-04 FR FR8611273A patent/FR2602918B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB741897A (en) * | 1953-06-17 | 1955-12-14 | Marconi Wireless Telegraph Co | Improvements in or relating to directional aerial systems |
US4014028A (en) * | 1975-08-11 | 1977-03-22 | Trw Inc. | Backfire bifilar helical antenna |
JPS5693402A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna for circularly polarized wave |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
HERZ,R.: Breitbandige Parabolantennen mit Wendeln als Primärstrahler für Dezimeterwellen, In: Nach- richtentechnische Zeitschrift, Jg.13, H.3, März 1960, S.109-114 * |
KRAUS,J.D.: Antennas, McGraw-Hill Book Company, Inc., 1950, S.173-216 * |
NAKANO, H. et al: Frequency characteristics of tapered backfire hetical antenna with Loaded termination. In: IEE Proceedings, Vol.131, Pt. 4, Nr.3, Juni 1984, S.147-152 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009049595A1 (de) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Lfk-Lenkflugkörpersysteme Gmbh | Antennensystem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2178904B (en) | 1990-04-25 |
CA1257694A (en) | 1989-07-18 |
GB2178904A (en) | 1987-02-18 |
FR2602918A1 (fr) | 1988-02-19 |
GB8617609D0 (en) | 1986-08-28 |
DE3624897C2 (de) | 1991-01-17 |
US4742359A (en) | 1988-05-03 |
FR2602918B1 (fr) | 1995-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3624897A1 (de) | Antennensystem | |
DE3878862T2 (de) | Wendeltyp-antenne und verfahren zu ihrer herstellung. | |
DE69621081T2 (de) | Antennenanordnungen | |
DE69224163T2 (de) | Antennenmodul für phasengesteuerte Gruppenantenne | |
DE60315654T2 (de) | Kompakte Mehrbandantenne | |
EP0896749B1 (de) | Mikrowellen-antennenanordnung für ein kraftfahrzeug-radarsystem | |
DE69608132T2 (de) | Schlitzspiralantenne mit integrierter symmetriereinrichtung und integrierter zuleitung | |
DE69805936T2 (de) | Wendelantenne und Erstellungsverfahren | |
DE3784569T2 (de) | Mikrowellenantenne. | |
DE2300526C2 (de) | Antenne, bestehend aus einem Schlitzstrahler und einem Dipol | |
DE102007003388A1 (de) | Rundhohlleiter-Antenne und Rundhohlleiter-Array-Antenne | |
DE3931752A1 (de) | Koaxialschlitzantenne des wanderwellenleitungstyps | |
DE60014218T2 (de) | Hornantenne für zwei Frequenzen mit Apertursperrtöpfen mit zwei Tiefen zum Ausgleichen von Richtcharakteristiken in E- und H- Ebene | |
DE69324744T2 (de) | Antenne in gedruckter Schaltungstechnik | |
DE1166297B (de) | Axial strahlende Wendelantenne | |
DE60014594T2 (de) | Doppelspiralige Schlitzantenne für Zirkulare Polarisation | |
DE4010101A1 (de) | Flachantenne | |
DE69205423T2 (de) | Antennensystem für funkwellen. | |
DE69701837T2 (de) | Logarithmisch periodische Antenne mit Mikrostreifenleiterspeisung | |
DE3217437A1 (de) | Mikrowellen-richtantenne aus einer dielektrischen leitung | |
DE69420886T2 (de) | Antennenstruktur | |
DE69015460T2 (de) | Ineinandergeschachtelte Anordnung von Hornstrahlern. | |
DE3027497A1 (de) | Polarisationsweiche mit speisehorn | |
DE69408303T2 (de) | Antennensystem | |
DE69314834T2 (de) | Zirkular polarisierte Mikrowellenantenne |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: VOGESER, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN BOECKER, J., DIPL.-ING. DR.-ING., PAT.- U. RECHTSANW., 6000 FRANKFURT ALBER, N., DIPL.-ING. UNIV. DIPL.-WIRTSCH.-ING.UNIV STRYCH, W., DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |