DIRECTIONAL RADIO MICROWAVE ANTENNA

Abstract: 1. A micro-wave radio relay antenna of mussel-shaped construction, comprising a reflector (1) designed as an eccentric section of a paraboloid of rotation and supplied by a primary radiator system in accordance with the offset principle, and bounded at its sides and its base by metallic walls (3, 4, 5), characterised in that at the level of that part (2) of the primary radiator system which directly irradiates the reflector (1), the length of the lateral boundary walls (3, 4) in the antenna radiation direction is contrived to be approximately such that this part (2) of the primary radiator system - when projected onto the lateral boundary walls - lies approximately in the centre between the antenna aperture and the reflector (1), that the rectilinear, aperture-side edges of the two lateral boundary walls (3, 4) extend such that the surface vector (e) at right angles to the aperture is directed obliquely upwards when the primary radiator system (2) is in the lower position and is directed obliquely downwards when the primary radiator system is in the upper position, that the lateral boundary walls (3, 4) are bent inwards and the bend lines (10, 11) extend approximately vertically, and that when that part of the primary radiator system which directly irradiates the reflector (1) is projected onto the lateral boundary walls (3, 4), the bend lines (10, 11) lie between this part (2) and the aperture.

Description: Mikrowellen-Richtfunkantenne Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeist wird und seitlich sowie unten vom metallischen Wänden begrenzt ist. Beim Aufbau und bei der Erweiterung von dichten Richtfunknetzen werden Antennen mit hohen Nebenzipfeldämpfun gen bei schon sehr kleinen Winkelabständen benötigt, um eine gegenseitige Beeinflussung der Funkfelder zu vermeiden. Je nach Richtfunksystem, räumlichen Gegebenheiten und Einsatz der Antenne als Knoten oder Endpunkt einer Richtfunkstrecke sind unterschiedliche Pegel erforderlich, die ab einem vorgegebenen Winkelzbstand nicht überschritten werden dürfen. Für Richtfunksysteme stehen verschiedene Antennenarten wie beispielsweise Par2bol- oder Muschelantennen zur Verfügung, wobei Muschelantennen vorgegebene Nebenzipfeldämpfungen meist schon bei geringeren Winkeln in der Horizontalebene erreichen. Die hohen Forderungen, die speziell bei niedrigen Frequenzen, z.B. bei 2-GHz- und 4-GHz-Systemen, an die Winkeldämpfungen gestellt werden, sind auch mit den zur Zeit zur Verfügung stehenden Muschelantennen nicht erreichbar. Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Muschelantennen so auszubilden, dass sich eine Vergrösserung der Winkeldämpfung bereits bei kleinen Winkelablagen von der Hauptstrahlricbtung der Antenne auch bei niedrigeren Frequenzen ergibt. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Muschelantenne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die seitlichen Begrenzungswände in Höhe des den Reflektor unmittelbar bestrahlenden Teils des Primärstrahlersystems etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet sind, dass sich dieser Teil des Primärstrahler- systems - bei seiner Projektion auf die seitlichen Begrenzungswände - etwa in der Mitte zwischen Apertur und Reflektor befindet, und dass die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungs- wände so verlaufen, dass der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor bei unten liegendem Primärstrahlersystem schräg nach oben und bei oben liegendem Primärstrahlersystem schrang nach unten gerichtet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine wesentliche Ursache geringer Winkeldämpfungen im Halbraum um die Antennenachse bei den bekannten Muschelantennen die Rückstrahlung des Primärstrahlersystems, z.B. des Erregerhorns der M.uschelantenne, ist. Gegen über den bekannten Muschelantennen sind somit die Seitenwände der gemäss der Erfindung ausgebildeten Muschelantenne so verlängert, dass die direkte Strahlung des Primärstrahlersystems nur in einem schmalen Winkelbereich aus der Antenne austreten kann. Da die Rückstrahlung des Primärstrahlersystems das Horizontaldiagrpmm nur in der näheren Umgebung der Antennenachse (Halbstrahl Scheitel-Brennpunkt) beeinflusst, genügt es, die seitlichen Begrenzungswände entsprechend der Erfindung nur in diesem Bereich wesentlich zu verlängern.Dies ergibt eine Muschelantenne, bei der der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor nicht schräg nach unten wie bei den bisher üblichen Muschelantennen sondern schräg nach oben zeigt. Hierbei ist der übliche Aufbau der Muschelantennen mit unten liegendem Primärstrahlersystem zugrunde gelegt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die seitlichen Begrenzungswände vorzugsweise nach innen abzuknicken und zwar derart, dass die Knicklinien etwa vertikal verlaufen. In zweckmässiger Weise befinden sich die Knicklinien - bei Projektion des den Reflektor unmittelbar bestrahlenden Teils auf die seitlichen Begrenzungswände - zwischen diesem Teil und der Apertur. Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Muschelantenne zeigt hinsichtlich des Antennengewinns gegenüber den bekannten Muschelantennen keine messbare Einbusse. Das durch die Erfindung angegebene Prinzip ist nicht nur für direkt,beispielsweise mittels eines Trichterstrahlers gespeiste Muschelantennen, sondern auch für solche nach dem Mehrspiegerprinzip, z.B. nach Cassegrain oder Gregory, anwendbar. Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier Figuren erläutert. Es zeigen. Fig. 1 die geschnittene Seitenansicht einer Muschelan tenne nach der Erfindung, Fig. 2 die geschnittene Draufsicht dieser Antenne, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Muschelanten ne nach der Erfindung ohne geknickte seitliche Begrenzungswände, Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung mit geknickten seitlichen Be grenzungswänden. Die in den Fig. 1 und 2 in einer seitlichen Schnittansicht C-D bzw. in einer Schnittansicht A-B von oben dargestellte Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise nach der Erfindung weist einen als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor 1 auf, der nach dem Offset-Prinzip von einem Trichterstrahler 2 mit kreisrunder Apertur gespeist wird. Die Antenne ist seitlich von zwei Begrenzungswänden 3 und 4 sowie unten von einer Begrenzungswand 5 aus metallischem Material1 das zum Teil mit Absorberbelag versehen ist, begrenzt. Die Antennenachse verläuft durch den Scheitelpunkt 6 des Reflektors 1 und den Brennpunkt 7 des Trichterstrahlers 2. Die seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 sind in Höhe des den Reflektor 1 unmittelbar bestrahlenden Trichterstrahlers 2 etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet, dass sich der Trichterstrahler 2 - bei seiner Projektion auf die seitlichen Begrenzungswän- de 3 und 4 - etwa in deren Mitte befindet. Damit kann die Strahlung des Trichterstrahlers 2 nur in einem schmalen Winkelbereich aus der Antenne direkt austreten. Die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 verlaufen derart schräg nach oben, dass der auf der Anteenenapertu senkrecht stehende Flächenvektor e schräg nach oben gerichtet ist. Bei einer Apertur, wie sie bei den bisherigen Muschelantennen üblich war und wie sie durch die gestrichelten Linien 8 und 9 in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist, verläuft der entsprechende Flächen- vektor e' auf der Apertur schräg nach unten. Es hat sich herausgestellt, dass die Rückstrahlung des Trich terstrahlers 2 im Horizontaldiagramm nur die nähere Umgebung der Antennenachse 6-7 beeinflusst, so dass es genügt, entsprechend der Erfindung die seitlichen Begrenzungwände 3 und 4 nur in diesem Bereich wesentlich nach vorne zu verlängern. Eine weitere Verbesserung des Horizontaldiagramms der Muschelantenne wird erreicht, wenn die seitlichen Begrenzungswände 3 und 4 nach innen geringfügig abgeknickt sind. Dies ist in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 8 dargestellt, die mit der Knicklinie identisch ist. D1e Strahlung des Trichterstrahlers 2 kann somit nur in einem sehr schmalen Winkelbereich % (Fig. 2) aus der Antenne austreten. Der Knickwinkel im dargestellten Beispiel beträgt 100 nach innen. Fig. 3 zeigt die Schrägansicht einer Muschelantenne nach der Erfindung, die mit derjenigen nach den Fig.1 und 2 mit Ausnahme der Abknickungen in den beiden seitlichen Begrenzungswänden 3 und 4 übereinstimmt. Die Linien 10, 11 und 12 sollen die Aperturbegrenzungen der Muschelantenne der bisher üblichen Bauform andeuten. Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht die Ausführungsform der Fig. 1 und 2, d.h. mit geknickten seitlichen Begrenzungswänden 3 und 4. In diesem Beispiel stimmen die Knicklinien mit den seitlichen Aperturrandlinien 10 und 11 der Muschelantenne nach der bisher üblichen Bau- form überein. 6 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Mikrowellen-Richtfunkantenne in Muschelbauweise mit einem als exzentrischer Rotationsparaboloid-Ausschnitt ausgebildeten Reflektor, der nach dem Offset-Prinzip von einem Primärstrahlersystem gespeist wird und seitlich sowie unten vom metallischen Wänden begrenzt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) in Höhe des den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlenden Teils (2) des Primärstzahlersystems etwa so lang in Antennenstrahlungsrichtung ausgebildet sind, dass sich dieser Teil (2) des Primärstrahlersystems - bei seiner Pro jektion auf die seitlichen Begrenzungswände (2, 3) etwain arMithezwischen Apertur und Reflektor (1) befindet, und dass die geradlinigen aperturseitigen Ränder der beiden seitlichen Begrenzungswände (3, 4) so verlaufen, dass der auf der Apertur senkrecht stehende Flächenvektor(e)bei unten liegendem Primärstrahlersystem (2) schräg nach oben und bei oben liegendem Primärstrahlersystem schräg nach unten gerichtet ist. 2. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die seitlichen Begrenzungswände (3, 4) vorzugsweise nach innen abgeknickt sind und dass die Knicklinien (10, 11) etwa vertikal verlaufen. 3. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die Knicklinien (10, 11) - bei Projektion des den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlenden Teils auf die seitlichenBegrenzungswände (3, 4) - zwischen diesem Teil (2) und der Apertur befinden. 4. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Knickwinkel (n)etwa 100 nach innen beträgt. 5. Mikrowelln-Richtfunkantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n ze i c hn e t , dass der den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlende Teil des Primärstrahlersystems ein Trichterstrahler (2) z.B. mit kreisrunder oder quadratischer Apertur ist. 6. Mikrowellen-Richtfunkantenne nach einem der Ansprü- che 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et dass der den Reflektor (1) unmittelbar bestrahlende Teil des Primärstrahlersystems der Subreflektor eines nach dem Mehrspiegelprinzip arbeitenden Systems, z.B. nach Cassegrain oder Gregory, ist.

Inventors: BRUNNER, ANTON, DIPL.-ING., GILLITZER, ERWIN, DR.RER.NAT., LEUPELT, UWE, DIPL.-ING., LOW, WOLFGANG, DIPL.-ING., Löw, Wolfgang, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: H01Q19
IPC codes: H01Q19