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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Primärstrahler, der ein
Bestandteil einer Antennne ist, die in einem künstlichen Satelliten
montiert werden soll; insbesondere betrifft sie eine Konstruktion eines
Primärstrahlers zum Verhindern einer durch einige geladene Teilchen
u.ä. verursachten elektrischen Aufladung in einer Weltraumumgebung.
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Beim herkömmlichen Typ eines eigenunabhängigen Primärstrahlers ist
die Konstruktion solcherart, daß ein kappenartiger Subreflexionsteil
an einer Öffnung eines elektrisch versorgenden Wellenleiters befestigt
ist, und ein Isolator aus Harzmaterial, das eine bessere Durchdringung
elektromagnetischer Wellen aufweist, wird zum Befestigen des
Subreflektors verwendet, sodaß eine Gleichstromleitung zwischen dem
Subreflektor und dem elektrischen Versorgungswellenleiter nicht
vorgesehen war.
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Wenn der oben beschriebene Primärstrahler in einem Satelliten montiert
ist und im Weltraum verwendet wird, gibt es zwischen dem Subreflektor
und dem elektrischen Versorgungswellenleiter keine Gleichstromleitung,
sodaß sich einige geladene Teilchen unter gemeinsamer Wirkung mit Plasma
auf der Umlaufbahn des Satelliten am Subreflektor sammeln, und eine
zwischen beiden Elementen erzeugte elektrische Potentialdifferenz erhöht
sich, um einen bestimmten Entladungskurzschluß u.ä. hervorzurufen.
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Ein solcher Entladungskurzschluß weist den Nachteil auf, daß er eine
Rauschquelle darstellt und das Kommunikationssystem im Satelliten
beeinträchtigt wird, wodurch auch die Funktion der Antenne gestört
wird.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
eigenunabhängigen Primärstrahler bereitzustellen, der ein Gegenmittel
gegen eine elektrische Aufladung durch die oben erwähnten geladenen
Teilchen aufweist.
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Das oben beschriebene Ziel wird erreicht, indem ein Feinmetalleiter
von einem Mittelteil eines Subreflektors zu einem axialen Mittelteil
geführt wird, wo innerhalb eines Zirkularwellenleiters, der den
eigenunabhängigen Primärstrahler darstellt, ein geringerer Einfluß
auf ein elektromagnetisches Feld ausgeübt wird, und indem der Leiter
an einem Linearpolarisierungsteil eines Rechteck-Zirkular-Umwandlers
mit einer Gleichstrommasse verbunden wird.
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Ein leichtes Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Leitung
zwischen dem Subreflektor und dem elektrischen Versorgungswellenleiter
besteht in der Anordnung des Metalleiters entlang einer Abdeckung
Ein solches Verfahren ist äedoch nicht für eine Antenne geeignet, wo
die nichtsymmetrische Eigenschaft des Richtverstärkungsfaktors hoch
ist, da diese hohe nichtsymmetrische Eigenschaft in einem Antennentyp
mit offener Oberfläche auftritt, die eine Zirkularpolarisation
ausstrahlt. Da andererseits der axiale Mittelteil im
Zirkularwellenleiter rechtwinkelig von einem elektrischen Feld eines
zu übertragenden dominanten Modes gekreuzt wird, kann der
Feinmetalleiter eine Störung des elektromagnetischen Felds einschränken,
selbst wenn der Leiter innerhalb des Wellenleiters befestigt ist.
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Wenn demzufolge der Feinmetalleiter vom Mittelteil des Subreflektors
zum axialen Mittelteil im Zirkularwellenleiter geführt und mit einer
Gleichstrommasse am Teil der Linear-Polarisation des
Rechteck-Zirkular-Umwandlers verbunden ist, wird es möglich, eine
elektrische Leitung zwischen dem Subreflektor und dem elektrischen
Versorgungswellenleiter herzustellen, ohne den Richtverstärkungsfaktor
des Primärstrahlers oder V.S.W.R wesentlich zu beeinflussen.
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Gemäß der vorliegenden in Anspruch 1 definierten Erfindung kommt der
Mechanismus zum Verhindern einer elektrischen Aufladung nicht deswegen
zum Tragen, weil eine elektrische Eigenschaft des Primärstrahlers
geopfert wird, sondern man hält an der grundlegenden
Konstruktionskonfiguration eines Primärstrahlers des herkömmlichen
Typs fest, fügt einige Bestandteile zum Primärstrahler hinzu und nimmt
eine zusätzliche maschinelle Bearbeitung vor. Dies führt zur Schaffung
eines neuen Gegenmittels zum Verhindern einer elektrischen Aufladung,
das man ohne Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaft vorsehen
kann.
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Es wird auf die beigelegten Zeichnungen verwiesen, worin:
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Fig.1 eine Schnittansicht der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig.2 eine Darstellung des äußeren der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig.3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Metalldrahts
im zusammengebauten Zustand innerhalb eines Rechteck-Zirkular-
Umwandlers ist, wobei ein Teil des Wellenleiters abgeschnitten ist;
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Fig.4 eine Schnittansicht eines Zustands ist, bei dem der
erfindungsgemäße Metalldraht am Subreflektor befestigt ist;
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Fig.5 eine Außenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Antenne mit offener Oberfläche ist;
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Fig.6 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Antenne mit offener Oberfläche ist;
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Es folgt eine Beschreibung einer bevorzugten erfindungsgemäßen
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen.
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Fig.1 ist eine Schnittansicht eines eigenunabhängigen Primärstrahlers,
der mit dem Metalleiter zum Verhindern einer elektrischen Aufladung
versehen ist. Fig.2 ist eine Außenansicht des erfindungsgemäßen
Primärstrahlers.
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Wie dies in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht ist, umfaßt der erfindungsgemäße eigenunabhängige
Primärstrahler einen Rechteck-Zirkular-Umwandler 1 zum Umwandeln des
übertragungsmodus TE&sub1;&sub0; des rechteckigen Wellenleiters in einen
übertragungsmodus TE&sub1;&sub1; des zirkularen Wellenleiters, einen
Zirkularpolarisierungsgenerator 2 zum Umwandeln einer linearen
Polarisation in eine zirkulare Polarisation und ein Horn 3 zum
Ausstrahlen der Welle. Der Hornteil fixiert einen kappenartigen
Subreflektorteil 4 an einem Öffnungsteil des elektrischen
Versorgungswellenleiters durch eine Harzabdeckung 5. Ein Bezugszeichen
6 kennzeichnet ein Anpaßstück zum Durchführen einer Impedanzanpassung
mit dem fixierten zirkularen Wellenleiter, sodaß vom Subreflektorteil
eine wirksame Abstrahlung nach außen erfolgt.
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In diesem selbstunabhängigen Primärstrahler wird ein Feinmetalldraht
7 zum Verhindern einer elektrischen Aufladung durch einen axialen
Mittelteil hindurchgeführt und angeordnet, wo auf die elektrischen
Felder im zirkularen Wellenleiter, im zirkularen Polarisationsgenerator
und im Rechteck-Zirkular-Umwandler ein geringerer Einfluß ausgeübt
wird, und dann am Innenteil des Rechteck-Zirkular-Umwandlers durch
eine Kurzschlußplatte 8 befestigt.
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Falls die Antenne im Weltraum verwendet werden soll, können
überschüssige Mengen von lokal geladenen, am Subreflektor erzeugten
Teilchen entlang eines elektrischen Entladungswegs des im Primärstrahler
ausgebildeten Metalldrahts übertragen werden und in den Hauotköroer
der Antenne fließen, sodaß sowohl der Subreflektor als auch der
Antennenhauptkörper im wesentlichen auf identischem Potential gehalten
werden können.
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Die Kurzschlußplatte innerhalb des Rechteck-Zirkular-Umwandlers wird
in einer Richtung fixiert, welche die Polarisierungsebene der linearen
Polarisierung solcherart rechtwinkelig schneidet, daß eine
Beeinträchtigung des elektromagnetischen Felds niedrig gehalten werden
kann.
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Wenn weiters der Durchmesser des Metalldrahts einen Wert von weniger
als 1/100 π (π : eine Wellenlänge) aufweist, wird ein geringerer
Einfluß auf den übertragungsmode des zirkularen Wellenleiters ausgeübt,
sodaß es möglich ist, V.S.W.R oder den Richtverstärkungsfaktor
solcherart zu beeinflussen, daß sich weniger praktische Probleme
ergeben, wenn die Vorrichtung als Primärstrahler konstruiert ist, der
bei zirkularer Polarisation arbeitet.
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Figuren 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform, worin der
Primärstrahler des eigenunabhängigen Typs mit dem Metalldraht zum
Verhindern einer elektrischen Aufladung versehen ist.
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Fig.3 ist eine oerspektivische Ansicht, die den im
Rechteck-Zirkular-Umwandler angeordneten Metalldraht darstellt, wobei
ein Teil des Wellenleiters teilweise abgeschnitten ist.
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Der Metalldraht ist im Rechteck-Zirkular-Umwandler um die
Kurzschlußplatte gewickelt und darin befestigt. Als Fixiermittel für
diesen Metalldraht wird an 9 eine Preßpassung verwendet, worin zwei
um die Kurzschlußplatte zu wickelnde Metalldrähte durch das
Feinmetallrohr hindurchgeführt werden und das Metallrohr eingedrückt
wird, um den Fixierungsteil zu bilden.
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Um eine Bewegung des gewundenen Metalldrahts auf der Kurzschlußplatte
zu verhindern, ist an jener Stelle, an der der Draht gewickelt wird,
eine kleine Nut 10 ausgebildet. Die Kurzschlußplatte wird in eine
Richtung ausgerichtet, welche die Polarisierungsebene der linearen
Polarisierung rechtwinkelig schneidet, die innerhalb des Mittelteils
des Rechteck-Zirkular-Umwandlers übertragen wird, sodaß das
elektromagnetische Feld ohne Beeinflussung durch die Kurzschlußplatte
kassieren kann.
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Fig.4 ist eine Schnittansicht eines Zustands, bei dem der Metalldraht
am kappenartigen Subreflektor befestigt ist.
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Der Metalldraht wird vom Mittelteil des Subreflektors durch den axialen
Mittelteil des Primärstrahlers geführt und angeordnet. Ein Ende des
Metalldrahts wird mit einem Metallgewindestift 12 mit aufgeschraubter
Mutter 11 fixiert.
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Der Subreflektor ist mit einem Block 13 zum Fixieren des Metallstifts
mit der Mutter versehen, und der Metalldraht ist unter Spannung mit
der Mutter am Block befestigt. Wenn zum Zwecke der (erhöhten)
Materialqualität des Metalldrahts Metallitzen aus Dutzenden bis zu
mehreren Dutzend Elementen verwendet werden, ist es möglich, die
mechanische Festigkeit und Zuverlässigkeit zu verbessern.
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Figuren 5 und 6 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Antenne
mit offener Oberfläche, die mit dem Primärstrahler der vorliegenden
Erfindung versehen ist, worin Fig.5 eine Außenansicht und Fig.6 eine
Seitenansicht ist. Ein Bezugszeichen 14 kennzeichnet einen
Hauptreflexionsspiegel, ein Bezugzeichen 15 kennzeichnet einen
Primärreflektor. Eine aus dem Primärstrahler abgestrahlte
elektromagnetische Welle wird durch den Hauptreflexionsspiegel
reflektiert und dann nach außen abgestrahlt.
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Die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist an einem
überwachungssatelliten montiert. Diese Ausführungsform entspricht der
bevorzugten Ausführungsform der Antenne mit offener Oberfläche zum
Ausstrahlen eines breiten Strahls. Der Hauptreflexionsspiegel weist
eine konische Form auf.