EP0019775A1 - Antenna arrangement, particularly Cassegrain antenna arrangement - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an antenna arrangement, in particular a Cassegrain antenna arrangement, consisting of a main reflector, a preferred primary feed radiator, preferably formed by a horn, and a subreflector arranged in front of it, which is held by means of a plastic hood (radome) enveloping the primary feed radiator.
- a Cassegrain antenna arrangement consisting of a main reflector, a preferred primary feed radiator, preferably formed by a horn, and a subreflector arranged in front of it, which is held by means of a plastic hood (radome) enveloping the primary feed radiator.
- radome plastic hood
- the invention is based on the object of specifying a solution for an antenna arrangement of the type described above, by means of which the radiation and thus the undesired secondary lobes and the effect of the diffractive sub-reflector edge are reduced.
- This object is achieved according to the invention in such a way that the radome is provided in the region of unwanted side lobes caused by overexposure with metallic parts which reduce the overexposure, consisting of metal pins attached to the radome, metallic strips applied to the radome internally or externally or laterally on Radome or catch reflector arranged aperture.
- FIG. 1 the arrangement of a rotationally symmetrical Cassegrain antenna is shown in a schematic side view without polarization rotation.
- a guide designed as a waveguide 2 is guided through the apex of a substantially parabolic main reflector 1 to a primary horn radiator 3.
- the horn emitter 3 is encased by a bottle-shaped plastic hood 4 (radome).
- the horn emitter 3 is arranged in the area near the bottle neck, while in the area of the bottom surface there is the subreflector 5, which can also be formed by the bottom surface of the bottle-shaped plastic hood itself, which is provided with a metallization layer on the inside for this purpose.
- the useful radiation N which emanates from the horn 3, runs to the subreflector 5, is reflected by the latter to the main reflector 1 and is emitted after being reflected again into the free space, with solid lines, the overexposure U is indicated by a dashed arrow .
- the overexposure U coming from the horn, extends outside the area of the sub-reflector 5 and reaches directly into the free space.
- the 2 shows a Cassegrain antenna arrangement with polarization rotation.
- the horn 3 is used directly in an opening of the main reflector 1.
- the lattice-shaped subreflector 6, which allows the polarization rotated at the main reflector to pass through, is connected to the main reflector 1 via a plastic sleeve 7 (radome).
- the useful radiation N is emitted into the free space after double reflection at the subreflector 6 and main reflector 1, while the overexposure U in the area between the reflectors 1, 6 passes through the radome 7 directly into the free space.
- the critical polarization perpendicular to the diffractive edge lies horizontally.
- the overexposure can be reduced by means of an embodiment as shown in FIG. 3.
- the Cassegrain antenna corresponds to the form shown in FIG. 1, the main reflector being omitted to simplify the illustration.
- metal pins 8 are arranged on the inside of the radome 4 in the region of possible radiation, wherein they are inserted into the radome 4 with such an inclination that they are parallel to the reflected beam of the useful radiation which passes through at the installation site. As a result, they do not influence the useful radiation N, but they represent a reflecting obstacle for the overexposure Ü and also for the guide wave R running in the radome.
- pin length 1 There are optimal values for pin length 1, for example slightly larger than ⁇ / 2. Pen spacing and the shape and size of the pen field offer possibilities to control the effect for certain angular ranges with a minimum number of pens.
- FIG. 4 shows a top view of the subreflector of a Cassegrain antenna, which has side diaphragms 9 to reduce the overexposure.
- These diaphragms the effect of which is based on a compensation of the edge diffraction, are provided in the event that the radiation of the vertical polarization is also to be reduced.
- the relatively small diaphragms have a width b on the order of ⁇ / 3 and a height h on the order of 3 ⁇ .
- FIG. 5 and 6 show a Cassegrain antenna in a schematic partial representation, in which metal strips are applied to the radome to reduce the radiation, the dimensions of which can be similar to that of the pin fields. Their effect on the overexposure corresponds to that of the pin fields. One of them caused an effect on the useful radiation reflected by the subreflector in the form of a profit reduction of about In many cases, 0.1 to 0.2 dB with a side lobe suppression in the considered angular range of 5 dB can be permitted.
- the attachment of metallic strips on the radome represents a solution that is particularly simple in terms of production technology.
- the metallic strips are best placed on the inside, but in the case of a stronger line wave in the radome it is best placed on the outside, as is the case with the embodiments according to FIGS. 5 and 6 is. 5, the strips 10 of different lengths are applied lying next to each other in the longitudinal direction on the radome 4. This arrangement is provided for horizontal polarization, while for vertical polarization metal strips 11 are applied next to one another in the circumferential direction in the relevant angular ranges on the radome.
- Strips and pens can also be attached in the area of the vertical plane, in addition or alternatively, above and below, pens with special bearing modes distributed over the entire circumference.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, insbesondere Cassegrain-Antennenanordnung, bestehend aus einem Hauptreflektor, einem vorzugsweise durch einen Hornstrahler gebildeten, vorgezogenen Primärspeisestrahler und einem davor angeordneten Subreflektor, der mittels einer den Primärspeisestrahler umhüllenden Kunststoffhaube (Radom) gehalten ist. Eine derartige Anordnung ist durch die DE-OS 27 15 796 bekannt.The invention relates to an antenna arrangement, in particular a Cassegrain antenna arrangement, consisting of a main reflector, a preferred primary feed radiator, preferably formed by a horn, and a subreflector arranged in front of it, which is held by means of a plastic hood (radome) enveloping the primary feed radiator. Such an arrangement is known from DE-OS 27 15 796.
Bei Antennenanwendungen auf dem Richtfunk-,Satelliten- funk- und Radargebiet sind wegen der Dichte der Netze und der Verminderung von Stör- bzw. Störereinflüssen nur sehr kleine Nebenzipfel zulässig. Der Nebenzipfelpegel wird bei Cassegrainantennen im vorderen Winkelbereich mit Ausnahme des achsennahen Bereichs stark von der Überstrahlung am Fangreflektor bestimmt.In antenna applications in the directional radio, satellite radio and radar areas, only very small side lobes are permitted due to the density of the networks and the reduction of interference. With Cassegrain antennas in the front angular region, with the exception of the region close to the axis, the sub-lobe level is strongly determined by the overexposure at the catch reflector.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Antennenanordnung der vorstehend beschriebenen Art eine Lösung anzugeben, durch die die Überstrahlung und damit die unerwünschten Nebenzipfel sowie die Wirkung der beugenden Subreflektorkante vermindert werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das Radom im Bereich von durch Überstrahlung bedingten, unerwünschten Nebenzipfeln mit die Überstrahlung vermindernden metallischen Teilen versehen ist, bestehend aus im Radom angebrachten Metallstiften, am Radom innen oder außen aufgebrachten metallischen Streifen oder seitlich am Radom bzw. Fangreflektor angeordneten Blenden.The invention is based on the object of specifying a solution for an antenna arrangement of the type described above, by means of which the radiation and thus the undesired secondary lobes and the effect of the diffractive sub-reflector edge are reduced. This object is achieved according to the invention in such a way that the radome is provided in the region of unwanted side lobes caused by overexposure with metallic parts which reduce the overexposure, consisting of metal pins attached to the radome, metallic strips applied to the radome internally or externally or laterally on Radome or catch reflector arranged aperture.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments and refinements of the subject matter of the invention are specified in the subclaims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1 und 2 die Anordnung jeweils einer rotationssymmetrisch aufgebauten Cassegrain-Antenne in einer schematischen Seitenansicht mit darin eingezeichneter Überstrahlung,
- Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 mit im Radom eingesetzten Metallstiften,
- Fig. 4 den Subreflektor einer Cassegrain-Antenne in der Draufsicht mit seitlich angeordneten Blenden und
- Fig. 5 und 6 eine vergröBerte Darstellung der Cassegrain-Antenne nach Fig. 1 mit Metallstreifen in Längsrichtung bzw. in Umfangsrichtung des Radoms.
- 1 and 2, the arrangement of a rotationally symmetrical Cassegrain antenna in a schematic side view with overexposure drawn therein,
- 3 is an enlarged view of the Cassegrain antenna of FIG. 1 with metal pins inserted in the radome,
- Fig. 4 shows the subreflector of a Cassegrain antenna in plan view with side panels and
- 5 and 6 an enlarged view of the Cassegrain antenna according to FIG. 1 with metal strips in the longitudinal direction or in the circumferential direction of the radome.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht die Anordnung einer rotationssymmetrisch ausgelegten Cassegrain-Antenne ohne Polarisationsdrehung dargestellt. Durch den Scheitel eines im wesentlichen parabolischen Hauptreflektors 1 ist eine als Hohlleiter 2 ausgebildete Führung zu einem Primärhornstrahler 3 geführt. Der Hornstrahler 3 ist von einer flaschenförmigen Kunststoffhaube 4 (Radom) umhüllt. Der Hornstrahler 3 ist dabei im Bereich nahe dem Flaschenhals angeordnet, während im Bereich der Bodenfläche der Subreflektor 5 angeordnet ist, der auch von der Bodenfläche der flaschenförmigen Kunststoffhaube selbst gebildet werden kann, die zu .diesem Zweck an ihrer Innenseite mit einer Metallisierungsschicht versehen ist. In der Figur ist die Nutzstrahlung N, die vom Hornstrahler 3 ausgeht, zum Subreflektor 5 verläuft, von diesem reflektiert zum Hauptreflektor 1 und nach erneuter Reflexion in den freien Raum abgestrahlt wird, mit ausgezogenen Linien dargestellt, die Überstrahlung Ü ist mit einem strichlierten Pfeil eingetragen. Die Überstrahlung U verläuft dabei vom Hornstrahler kommend außerhalb des Bereichs des Subreflektors 5 und gelangt direkt in den freien Raum.In Fig. 1, the arrangement of a rotationally symmetrical Cassegrain antenna is shown in a schematic side view without polarization rotation. A guide designed as a
Fig. 2 zeigt eine Cassegrain-Antennenanordnung mit Polarisationsdrehung. Der Hornstrahler 3 ist hierbei unmittelbar in einer Öffnung des Hauptreflektors 1 eingesetzt. Der gitterförmig ausgebildete Subreflektor 6, der die am Hauptreflektor gedrehte Polarisation durchläBt, ist über eine Kunststoffhülle 7 (Radom) mit dem Hauptreflektor 1 verbunden. Die Nutzstrahlung N wird nach zweifacher Reflexion am Subreflektor 6 und Hauptreflektor 1 in den freien Raum abgestrahlt, während die Uberstrahlung U im Bereich zwischen den Reflektoren 1, 6 durch das Radom 7 hindurch direkt in den freien Raum gelangt.2 shows a Cassegrain antenna arrangement with polarization rotation. The
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überstrahlung Ü unterdrückt wird, ohne daß die am Subreflektor reflektierte Nutzstrahlung N beeinflußt wird. Da die Überstrahlung häufig polarisationsabhängig ist, werden für verschiedene Polarisationen verschiedene MaBnahmen getroffen, die nachstehend anhand der Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 6 erläutert werden.It when the overexposure U is suppressed without affecting the useful radiation N reflected at the subreflector is particularly advantageous. Since the radiation is often polarization-dependent, different measures are taken for different polarizations, which are explained below with reference to the embodiments according to FIGS. 3 to 6.
Bei der Betrachtung der horizontalen Ebene, welche in bezug auf Störung anderer Systeme bzw. gestört werden von anderen Systemen sowohl bei Richtfunk als auch bei Radar besonders wichtig ist, liegt die kritische, senkrecht auf der beugenden Kante stehende Polarisation horizontal. Für diese Polarisation läßt sich die Überstrahlung mittels einer Ausführungsform reduzieren, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Cassegrain-Antenne entspricht dabei der in Fig. 1 dargestellten Form, wobei zur Pereinfachung der Darstellung der Hauptreflektor weggelassen wurde. Hierbei sind an der Innenseite des Radoms 4 im Bereich möglicher Überstrahlung Metallstifte 8 angeordnet, wobei sie mit solcher Neigung in das Radom 4 eingesetzt sind, daß sie parallel zu dem am Anbringungsort durchgehenden reflektierten Strahl der Nutzstrahlung liegen. Dadurch beeinflussen sie die Nutzstrahlung N nicht, stellen jedoch für die Überstrahlung Ü und auch für die im Radom laufende Leituagswelle R ein reflektierendes-Hindernis dar.When considering the horizontal plane, which is particularly important with regard to interference with other systems or being disturbed by other systems, both with directional radio and with radar, the critical polarization perpendicular to the diffractive edge lies horizontally. For this polarization, the overexposure can be reduced by means of an embodiment as shown in FIG. 3. The Cassegrain antenna corresponds to the form shown in FIG. 1, the main reflector being omitted to simplify the illustration. In this case,
Aus fertigungstechnischen Gründen kann es von Vorteil sein, parallelstehende Stifte anzubringen, deren Richtung der mittleren Nutzstrahlrichtung entspricht. Die abschirmende Wirkung in bezug auf Überstrahlung bleibt dabei praktisch erhalten und die störende Wirkung in bezug auf Nutzstrahlung nimmt z.B. bei kleineren Stiftfeldern nur geringfügig zu.For manufacturing reasons, it can be advantageous to attach parallel pins, the direction of which corresponds to the mean usable beam direction. The shielding effect with respect to radiation remains practically intact and the disturbing effect with regard to useful radiation decreases e.g. only slightly for smaller pen fields.
Für die Stiftlänge 1 gibt es optimale Werte, beispielsweise etwas größer als λ/2. Stiftabstand und die Form und GröBe des Stiftfeldes bieten Möglichkeiten, die Wirkung für bestimmte Winkelbereiche bei minimaler Stiftzahl zu steuern.There are optimal values for pin length 1, for example slightly larger than λ / 2. Pen spacing and the shape and size of the pen field offer possibilities to control the effect for certain angular ranges with a minimum number of pens.
Das Einsetzen der wegen der reflektierten Strahlen unterschiedlich geneigten Stifte kann durch eine um den gemeinsamen Ausrichtpunkt F, der der Urpsrung der reflektierten Strahlen ist, schwenkbare Vorrichtung erfolgen. Das Einsetzen der Stifte von innen bietet dabei den Vorteil, daB die äußere Radomhaut nicht durchbohrt werden muß und somit der klimatische und mechanische Schutz bestehen bleibt. Ein Vorstehen der Stifte auf der Innenseite gegenüber dem in seiner Dicke d ebenfalls optimierten Sandwich-, Integralschaum- oder homogenen, dielektrischen Radom ist problemlos.The insertion of the pins which are inclined differently because of the reflected rays can be carried out by means of a device which can be pivoted about the common alignment point F, which is the origin of the reflected rays. Inserting the pins from the inside offers the advantage that the outer radome does not have to be drilled through and the climatic and mechanical protection remains. A protrusion of the pins on the inside compared to the sandwich, integral foam or homogeneous, dielectric radome, which is also optimized in terms of its thickness d, is problem-free.
Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht den Subreflektor einer Cassegrain-Antenne, der zur Verminderung der Überstrahlung seitliche Blenden 9 aufweist. Diese Blenden, deren Wirkung auf einer Kompensation der Kantenbeugung beruht, sind für den Fall vorgesehen, daß auch die Uberstrahlung der vertikalen Polarisation vermindert werden soll. Die relativ kleinen Blenden haben eine Breite b in der Größenordnung von λ/3 und eine Höhe h in der Größenordnung von 3 λ.FIG. 4 shows a top view of the subreflector of a Cassegrain antenna, which has side diaphragms 9 to reduce the overexposure. These diaphragms, the effect of which is based on a compensation of the edge diffraction, are provided in the event that the radiation of the vertical polarization is also to be reduced. The relatively small diaphragms have a width b on the order of λ / 3 and a height h on the order of 3 λ.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Cassegrain-Antenne in einer schematischen Teildarstellung, bei der zur Verminderung der Uberstrahlung Metallstreifen auf dem Radom aufgebracht sind, deren Dimensionierung ähnlich wie die der Stiftfelder erfolgen kann. Ihre Wirkung auf die Überstrahlung entspricht der der Stiftfelder. Eine von ihnen verursachte Wirkung auf die vom Subreflektor reflektierte Nutzstrahlung in Form einer Gewinnreduzierung von etwa 0,1 bis 0,2 dB bei einer Nebenzipfelunterdrückung im betrachteten Winkelbereich von z.B. 5 dB kann in vielen Fällen zugelassen werden. Das Anbringen von metallischen Streifen auf dem Radom stellt eine fertigungstechnisch besonders einfache Lösung dar. Die Metallstreifen werden aus mechanischen Gründen am besten innen, bei stärkerer Leitungswelle im Radom jedoch am besten au6en angebracht, wie dies bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 der Fall ist. Dabei sind in Fig. 5 die Streifen 10 unterschiedlicher Länge nebeneinander liegend in hängsrichtung verlaufend auf dem Radom 4 aufgebracht. Diese Anordnung ist für horizontale Polarisation vorgesehen, während für vertikale Polarisation Metallstreifen 11 in ümfangsrichtung nebeneinanderliegend in den betreffenden Winkelbereichen auf dem Radom aufgebracht sind.5 and 6 show a Cassegrain antenna in a schematic partial representation, in which metal strips are applied to the radome to reduce the radiation, the dimensions of which can be similar to that of the pin fields. Their effect on the overexposure corresponds to that of the pin fields. One of them caused an effect on the useful radiation reflected by the subreflector in the form of a profit reduction of about In many cases, 0.1 to 0.2 dB with a side lobe suppression in the considered angular range of 5 dB can be permitted. The attachment of metallic strips on the radome represents a solution that is particularly simple in terms of production technology. For mechanical reasons, the metallic strips are best placed on the inside, but in the case of a stronger line wave in the radome it is best placed on the outside, as is the case with the embodiments according to FIGS. 5 and 6 is. 5, the
Streifen und Stifte lassen sich bei Bedarf auch im Bereich der vertikalen Ebene zusätzlich oder alternativ, oben und unten, Stifte bei speziellen Peilmoden am ganzen Umfang verteilt anbringen.Strips and pens can also be attached in the area of the vertical plane, in addition or alternatively, above and below, pens with special bearing modes distributed over the entire circumference.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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AK | Designated contracting states |
Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
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18R | Application refused |
Effective date: 19831006 |
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RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: LOEW, WOLFGANG, DIPL.-ING. Inventor name: BRUNNER, ANTON, DIPL.-ING. |