DE102014112487A1

DE102014112487A1 - GROUP ANTENNA OF HORN BEAMS WITH DIELECTRIC COVER

Info

Publication number: DE102014112487A1
Application number: DE102014112487.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Mössinger
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die erfindungsgemäße Antenne umfasst eine Mehrzahl von in einer Ebene angeordneten Hornstrahlern und eine an den Hornstrahlern angebrachten Abdeckung aus einem Dielektrikum. Diese Abdeckung ist flächig ausgestaltet und überdeckt die Antenne komplett oder zumindest mehrere Hornstrahler. Damit werden Hornstrahler gegen Verschmutzung und Witterungseinflüsse abgedichtet. Zusätzlich enthält die Abdeckung im Bereich eines Hornstrahlers einen Vorsprung aus Dielektrikum, der die Strahlungscharakteristik zusätzlich steuert. Die Abstrahlungscharakteristik des einzelnen Hornstrahlers, vor deren Öffnung sich der Vorsprung befindet, wird in Richtung dieses Vorsprungs ausgerichtet. Eine eventuelle Schräglage der Abstrahlung wird korrigiert und damit auch die Verkopplung mit benachbarten Hornstrahlern verringert.The antenna according to the invention comprises a plurality of horns arranged in a plane and a cover made of a dielectric attached to the horns. This cover is designed flat and covers the antenna completely or at least several horns. This horn horns are sealed against pollution and weathering. In addition, the cover in the region of a horn radiator contains a projection of dielectric, which additionally controls the radiation characteristic. The radiation characteristic of the individual horn, before the opening of the projection is located, is aligned in the direction of this projection. A possible skew of the radiation is corrected and thus reduces the coupling with adjacent horns.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne mit einer Mehrzahl von Hornstrahlern, die mit einer dielektrischen Abdeckung versehen sind. Solche Antennen werden insbesondere für die aeronautische Satellitenkommunikation im Ku- und Ka-Band benötigt. The present invention relates to an antenna having a plurality of horn radiators provided with a dielectric cover. Such antennas are needed in particular for the aeronautical satellite communication in Ku and Ka band.

Stand der Technik State of the art

Der Bedarf an drahtlosen Breitbandkanälen zur Datenübertragung mit sehr hohen Datenraten, insbesondere im Bereich der aeronautischen, d.h. flugzeugbasierten, Satellitenkommunikation steigt ständig. Geeignete Antennen sollen dafür geringe Abmessungen und ein geringes Gewicht aufweisen und zudem extreme Anforderungen an die Sendecharakteristik erfüllen, da eine Störung benachbarter Satelliten zuverlässig ausgeschlossen werden muss. Geringe Abmessungen verringern die Nutzlast des Flugzeugs und damit auch die Betriebskosten. The need for very broad data rate wireless broadband data transmission channels, particularly in the aeronautical, e.g. Airborne, satellite communications are constantly increasing. Suitable antennas should have small dimensions and low weight and also meet extreme requirements for the transmission characteristics, since a disturbance of adjacent satellites must be reliably excluded. Small dimensions reduce the payload of the aircraft and thus the operating costs.

Hornstrahler eignen sich als Einzelstrahler in Feldern und können zudem breitbandig ausgelegt werden. Hornstrahler werden im Sinne einer E-Feld Einkopplung mit einem kleinen Stift angeregt und weisen bezüglich der abstrahlenden Wellenfront leichte Verschiebungen der Abstrahlungscharakteristik vom Mittelpunkt des Hornstrahls auf. Horns are suitable as single spotlights in fields and can also be designed broadband. Horn radiators are excited in the sense of an E-field coupling with a small pen and have with respect to the emitting wavefront slight shifts in the radiation characteristic of the center of the horn beam.

Damit kommt es zu positiven Interferenz benachbarter Hornstrahler der Antenne und damit zur Abstrahlung von elektromagnetischer Leistung in unerwünschte Raumwinkelbereiche. Diese Verkopplungen erzeugen zudem Resonanzen, die im Bereich der jeweiligen Resonanzfrequenz folgende Probleme verursachen: die Eingangsanpassung der Hornstrahler, das Abstrahlverhalten (Richtdiagramm, Keule) der Hornstrahler und die Kreuzpolarisationsisolation des Hornstrahlers wird verschlechtert. This leads to positive interference of neighboring horns of the antenna and thus to the emission of electromagnetic power in unwanted solid angle ranges. These couplings also generate resonances that cause the following problems in the range of the respective resonance frequency: the input matching of the horns, the radiation behavior (directional pattern, lobe) of the horns and the cross-polarization isolation of the horn is deteriorated.

Die Leistungsfähigkeit der Antenne wird daher im Bereich der Resonanzfrequenzen dieser Interferenzen deutlich reduziert. Abstrahlscharakteristik, Eingangsanpassung und Resonanzfrequenzen hängen von der Geometrie des Hornstrahlers ab und können in der Standardgeometrie nur begrenzt unabhängig voneinander eingestellt werden. The performance of the antenna is therefore significantly reduced in the range of the resonance frequencies of these interferences. Radiation characteristics, input matching and resonance frequencies depend on the geometry of the horn and can be set in the standard geometry only limited independently.

Der für die Antenne zur Verfügung stehende Bauraum ist begrenzt, so dass konstruktive Lösungen zur Verringerung der Verkopplung von Hornstrahlern mit den gegebenen Abmessungen auskommen müssen. The space available for the antenna is limited, so that constructive solutions to reduce the coupling of horns with the given dimensions have to make do.

Aus WO2014/005691A1 ist ein System zur breitbandigen Satellitenkommunikation bekannt, das mittels eines dielektrischen Gitters die Impedanzanpassung von Hornstrahlern dieser Antenne besonders im unteren Frequenzband verbessert. Im Zentrum der Hornstrahler sind dazu dielektrische Kreuze angeordnet. Out WO2014 / 005691A1 a system for broadband satellite communication is known, which improves the impedance matching of horns of this antenna, especially in the lower frequency band by means of a dielectric grating. Dielectric crosses are arranged in the center of the horns.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antenne anzugeben, die eine möglichst gute Eingangsanpassung, niedrige Verkopplung (Übersprechen) mit benachbarten Hornstrahlern und ein symmetrisches Richtdiagramm aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Antenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Voreilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object of the invention is to specify an antenna which has the best possible input matching, low coupling (crosstalk) with adjacent horn radiators and a symmetrical directional diagram. This object is achieved by the antenna with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Antenne umfasst eine Mehrzahl von in einer Ebene angeordneten Hornstrahlern und eine an den Hornstrahlern angebrachten Abdeckung aus einem Dielektrikum. Diese Abdeckung ist flächig ausgestaltet und überdeckt die Antenne komplett oder zumindest mehrere Hornstrahler. Damit werden Hornstrahler gegen Verschmutzung und Witterungseinflüsse abgedichtet. Zusätzlich enthält die Abdeckung im Bereich eines Hornstrahlers einen Vorsprung aus Dielektrikum, der die Strahlungscharakteristik zusätzlich steuert. Die Abstrahlungscharakteristik des einzelnen Hornstrahlers, vor deren Öffnung sich der Vorsprung befindet, wird in Richtung dieses Vorsprungs ausgerichtet. Eine eventuelle Neigung der Abstrahlung wird korrigiert und damit auch die Verkopplung mit benachbarten Hornstrahlern verringert. The antenna according to the invention comprises a plurality of horns arranged in a plane and a cover made of a dielectric attached to the horns. This cover is designed flat and covers the antenna completely or at least several horns. This horn horns are sealed against pollution and weathering. In addition, the cover in the region of a horn radiator contains a projection of dielectric, which additionally controls the radiation characteristic. The radiation characteristic of the individual horn, before the opening of the projection is located, is aligned in the direction of this projection. A possible inclination of the radiation is corrected and thus reduces the coupling with neighboring horns.

Erfindungsgemäß können störende Resonanzen unterdrückt bzw. in andere Frequenzbereiche verschoben werden. Die Hornstrahlergeometrie kann unabhängig von Resonanzfrequenzen auf minimale Abmessungen und gute Eingangsanpassung optimiert werden. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für Antennen, die aus einem breiten Frequenzbereich nur einzelne Teilfrequenzbänder unterstützen sollen. Die Resonanzfrequenzen können in die nicht verwendeten Frequenzbereiche verschoben werden. Die Leistung der Antenne im Nutzfrequenzbereich wird somit maximiert. According to the invention, interfering resonances can be suppressed or shifted into other frequency ranges. Horn horn geometry can be optimized for minimum dimensions and good input matching, regardless of resonant frequencies. The invention is particularly advantageous for antennas which are intended to support only individual subfrequency bands from a wide frequency range. The resonance frequencies can be shifted to the unused frequency ranges. The power of the antenna in the useful frequency range is thus maximized.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Vorsprung als Stift ausgeformt. Damit kann ein ausreichendes Volumen von Dielektrikum außerhalb der gemeinsamen Abdeckung mehrerer Hornstrahler angeordnet werden, dass neben der Unterstützung einer Impedanzanpassung vor allem die Ausrichtung der Abstrahlungscharakteristik des darunterliegenden Hornstrahls positiv beeinflusst wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the projection is formed as a pin. In this way, a sufficient volume of dielectric can be arranged outside the common cover of a plurality of horns in such a way that, in addition to the support of an impedance matching, it is above all the orientation of the emission characteristic of the underlying horn beam which is positively influenced.

Der Vorsprung kann dabei auf der dem Hornstrahler entgegengesetzten oder zugewandten Seite der Abdeckung angeordnet sein. Im ersten Fall kann der Vorsprung breiter sein, wirkt sich weniger auf die Impedanzanpassung aus, sollte jedoch zur Minimierung des Bauraumbedarfs auch nicht zu weit aus der Abdeckung herausragen. Durch diese Art der Anordnung des Vorsprungs löst sich das Feld des Hornstrahlers im Sendefall leichter ab. Im zweiten Fall hat der im Inneren des Hornstrahlers liegende Vorsprung auch eine Impedanzanpassungswirkung und kann bei gleichen Volumen wie auf der Außenseite der Abdeckung weit in den Hornstrahler hinreichen ohne selbst breit zu sein. The projection can be arranged on the horn antenna opposite or facing side of the cover. In the first case, the projection may be wider, has less effect on impedance matching, but should not protrude too far from the cover to minimize space requirements. By this type of arrangement of the projection, the field of the horn radiator is easier in the transmission case. In the second case, the protrusion located inside the horn radiator also has an impedance matching effect and, with the same volume as on the outside of the cover, can extend far into the horn without being even wide.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stift mittig über einem Hornstrahler angeordnet. Damit kann, unabhängig vom Wissen über die mögliche Abweichung der Abstrahlungscharakteristik eines Hornstrahlers von einer Symmetrieachse, die Abstrahlungscharakteristik in Richtung der Symmetrieachse verschoben werden. According to a further embodiment of the invention, the pin is arranged centrally above a horn. Thus, regardless of the knowledge about the possible deviation of the radiation characteristic of a horn radiator from an axis of symmetry, the radiation characteristic can be shifted in the direction of the symmetry axis.

Bei einer E-Feld Einkopplung in den Hornstrahler wird üblicherweise ein Einkoppelstift genutzt. Dieser ragt von einer Seite des Hornstrahlers in dessen Innenraum hinein. Vorteilhafterweise wird der Stift aus Dielektrikum nicht mittig, sondern versetzt zu einer Mitte oder Symmetrieachse des Hornstrahlers und gegenüber dem Einkoppelstift angeordnet. Dabei wurde erkannt, dass die nichtkorrigierte Abstrahlung von der Symmetrieachse des Hornstrahlers zur Seite der Einkopplung durch den Einkoppelstift abweichen würde. Dies wird besser kompensiert, wenn der Stift entsprechend zur anderen Seite, von der Symmetrieachse aus gesehen, versetzt angeordnet wird. Vorteilhafterweise beträgt der Versatz des Stifts zur Mitte des Hornstrahlers maximal ein Viertel einer Hornstrahlerbreite, und zwar hier die Breite des Hornstrahlers, die der Polarisation der durch den Einkoppelstift eingekoppelten Signale zugeordnet ist. Es werden zwei Einkoppelstifte (in 2 nur ein Einkoppelstift ST dargestellt) benutzt, wenn Signale in zwei Polarisationen abgestrahlt werden. Der Versatz des dielektrischen Stifts zur Mitte erfolgt daher auf zwei Achsen, so muss auch eine Neigung der Abstrahlungscharakteristik für beide, typischerweise senkrecht aufeinander stehenden Polarisationen kompensiert wird. Um zusätzlich die Impedanzanpassung zu verbessern wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf der dem Hornstrahler zugewandten Seite der Abdeckung ein Kreuz aus Dielektrikum angeordnet. In an E-field coupling into the horn antenna usually a coupling pin is used. This protrudes from one side of the horn into its interior. Advantageously, the pin of dielectric is not centered, but arranged offset to a center or symmetry axis of the horn and with respect to the coupling pin. It was recognized that the non-corrected radiation from the axis of symmetry of the horn would differ to the side of the coupling by the coupling pin. This is better compensated if the pin is arranged offset corresponding to the other side, viewed from the symmetry axis. Advantageously, the offset of the pin to the center of the horn is at most a quarter of a Hornstrahlerbreite, and here the width of the horn, which is associated with the polarization of the injected by the coupling pin signals. There are two Einkoppelstifte (in 2 only one coupling pin ST shown) is used when signals are radiated in two polarizations. The displacement of the dielectric pin to the center therefore takes place on two axes, so that a tendency of the radiation characteristic for both, typically mutually perpendicular polarizations must be compensated. In order additionally to improve the impedance matching, according to an advantageous embodiment of the invention, a cross made of dielectric is arranged on the side of the cover facing the horn radiator.

Weitere Verbesserungen der Erfindung betreffen die Befestigung der Abdeckung auf den Hornstrahlern. Dazu weist die Abdeckung im Bereich des Randes eines Hornstrahlers Ausnehmungen auf, die mit Ausformungen eines Hornrandes des Hornstrahlers korrespondieren. Die Abdeckung trägt damit kaum auf die Ebene der Hornstrahler auf, da sich Ausnehmungen und Ausformungen ergänzen. Dies kann dazu benutzt werden, dass die Ausnehmungen der Abdeckung mit den Ausformungen des Hornrandes kraftschlüssig verbunden werden. Further improvements of the invention relate to the attachment of the cover on the horns. For this purpose, the cover in the region of the edge of a horn radiator recesses, which correspond to formations of a horn edge of the horn. The cover thus hardly contributes to the level of the horns, as complementing recesses and formations. This can be used to connect the recesses of the cover with the formations of the horn edge frictionally.

Sind die Ausnehmungen Durchgangslöcher, so ist die Abdeckung leichter zu fertigen. Sind die Ausnehmungen Sacklöcher, so ermöglicht die Abdeckung eine bessere Abdichtung der Hornstrahler. If the recesses are through holes, the cover is easier to manufacture. If the recesses are blind holes, the cover allows better sealing of the horns.

Die Erfindung kann auf einen oder einzelne Hornstrahler einer Antenne angewendet werden, die Wirkung der Erfindung erhöht sich mit der Anzahl von Vorsprüngen aus Dielektrikum, die erfindungsgemäß positioniert werden. The invention can be applied to one or a single horn antenna of an antenna, the effect of the invention increases with the number of protrusions of dielectric, which are positioned according to the invention.

Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung besonders vorteilhaft für Steghornstrahler (engl.: ridged horn) genutzt werden kann. Werden die Einzelstrahler in Steghorn (engl.: ridged horn) Bauweise ausgeführt, treten für bestimmte Frequenzen starke Verkopplungen zwischen den Einzelstrahlern auf. Diese Verkopplungen erzeugen Resonanzen, die im Bereich der jeweiligen Resonanzfrequenz die oben genanten Probleme verstärken. Durch die Erfindung wird die Verkopplung der benachbarten Steghornstrahler deutlich reduziert. Dadurch werden die inhärenten Vorteile von Steghornstrahlern, die größere unterstützte Bandbreite wieder nutzbar. It has been found that the invention can be used to particular advantage for ridged horns. If the individual emitters are designed in ridged horn construction, strong couplings between the individual emitters occur for certain frequencies. These couplings generate resonances that increase the above-mentioned problems in the region of the respective resonance frequency. By the invention, the coupling of the adjacent Steghornstrahler is significantly reduced. This will reuse the inherent advantages of Steghorn radiators, the greater supported bandwidth.

Kurze Figurenbeschreibung Short description of the figures

1 zeigt ausschnittsweise eine Antenne mit mehreren Hornstrahlern. 1 shows a detail of an antenna with multiple horns.

2 zeigt einen einzelnen Hornstrahler mit Abdeckung und Stiften auf den Hornrändern. 2 shows a single horn with cover and pins on the horn edges.

3 zeigt eine Abdeckung aus Dielektrikum mit einer im Hornstrahler gelegenen Struktur. 3 shows a cover made of dielectric with a horn located in the structure.

Die in 1 dargestellte Antenne enthält eine große Zahl einzelner Hornstrahlern A1, A2, ..Ax, die entlang einer Ebene E angeordnet sind. Je mehr Einzelstrahler, hier Hornstrahler, nebeneinander in der Antenne angeordnet sind, umso besser kann die Abstrahlungscharakteristik der Antenne gesteuert werden. Dies ist besonders wichtig für die aeronautische Satellitenkommunikation, bei der die Antenne auf einem sich bewegenden Flugzeug montiert ist, typischerweise unter einem Radom, das sich auf der Oberseite des Flugzeugrumpfes befindet. Der dort verfügbare Bauraum ist jedoch sehr begrenzt, wodurch es notwendig ist, die Hornstrahler sehr eng nebeneinander zu positionieren. In the 1 shown antenna includes a large number of individual horns A1, A2, ..Ax, which are arranged along a plane E. The more individual radiators, in this case horn radiators, are arranged side by side in the antenna, the better the radiation characteristic of the antenna can be controlled. This is particularly important for aeronautical satellite communication where the antenna is mounted on a moving aircraft, typically under a radome located on top of the fuselage. However, the space available there is very limited, making it necessary to position the horns very close together.

Diese Antennen werden typischerweise im Ka- oder Ku-Band verwendet, die hierbei benutzten Frequenzen bedingen wiederum bestimmte Maximalgrößen der Einzelstrahler, wenn eine gut fokussierende Antennencharakteristik erreicht werden soll. Die erforderliche enge Anordnung der Hornstrahler bringt ein erhöhtes Risiko von Verkoppelungen zwischen den benachbarten Hornstrahlern mit sich. Diese Verkoppelung ist besonders groß, wenn Steghornstrahler benutzt werden. In 1 sind Merkmale von Steghornstrahlern A1, A2, ..Ax nur ansatzweise gezeigt. Die Hornstrahler A1, A2, ..Ax weisen in ihrem Innenraum abgestufte Restriktionen auf, die jeweils mittig auf den vier Seiten des Innenraumes der quadratischen Hornstrahler A1, A2, ..Ax angeordnet sind. Steghornstrahler haben den Vorteil einer sehr großen unterstützten Bandbreite, die gerade bei den für die Satellitenkommunikation vorgeschriebenen Frequenzbändern benötigt wird. These antennas are typically used in Ka or Ku band, the frequencies used in this case in turn certain Maximum sizes of the individual emitters, if a well-focusing antenna characteristic is to be achieved. The required close arrangement of the horns brings with it an increased risk of coupling between the adjacent horns. This coupling is especially great when using Steghorn radiators. In 1 are features of Steghorn radiators A1, A2, ..Ax only partially shown. The horns A1, A2, ... Ax have in their interior graded restrictions, which are each arranged centrally on the four sides of the interior of the square horns A1, A2, ..Ax. Steghorn radiators have the advantage of a very large supported bandwidth, which is needed especially in the prescribed for satellite communication frequency bands.

Die Antenne nach 1 zeigt für jeden dargestellten Hornstrahler A1, A2, ..Ax einen Stift S1 pro Hornrand R. Es wäre jedoch denkbar, dies auch nur für manche der Hornstrahler der Antenne anzuwenden. Ein Hornrand R ist hierbei die Trennwand zwischen benachbarten Hornstrahlern A1, A2. Gleiches gilt jedoch auch für den Hornrand R am Rand der Antenne, wenn sich kein weiterer Hornstrahler anschließt. Die Stifte S1 ragen aus der Ebene E der Antenne heraus und sind mittig innerhalb des Hornrandes R angeordnet. Der Stift S1 hat dabei eine Breite a, die größer als die Breite d einer Trennwand zwischen den Hornstrahlern A1, A2 ist. Alternativ könnte die Breite a des Stifts auch der Breite d der Trennwand entsprechen. The antenna after 1 shows for each horn shown A1, A2, ..Ax a pin S1 per horn edge R. However, it would be possible to apply this only for some of the horns of the antenna. A horn edge R here is the dividing wall between adjacent horn radiators A1, A2. The same applies, however, to the horn edge R at the edge of the antenna, if no further horn antenna adjoins. The pins S1 protrude out of the plane E of the antenna and are arranged centrally within the horn edge R. The pin S1 has a width a which is greater than the width d of a partition between the horns A1, A2. Alternatively, the width a of the pin could also correspond to the width d of the partition.

2 zeigt einen einzelnen Hornstrahler A1 der in 1 gezeigten Antenne. Auf allen vier Hornrändern des Hornstrahlers A1 ist jeweils ein Stift S1, S2, S3, S4, der aus dem gleichen Material wie der Hornstrahler A1 besteht und einstückig mit dem Hornstrahler A1 ausgeformt ist, angeordnet. 2 shows a single horn A1 in 1 shown antenna. On each of the four horn edges of the horn radiator A1, a respective pin S1, S2, S3, S4, which consists of the same material as the horn radiator A1 and is integrally formed with the horn radiator A1, is arranged.

Diese Stifte S1, S2, S3, S4 dienen weiterhin als kraftschlüssige Verbindung für eine Abdeckung D, die aus dielektrischem Material besteht. Damit wird eine Abdichtung des Hornstrahlers A1 bewirkt, jedoch zusätzlich die Anpassung der abgestrahlten Welle zwischen Hornstrahler A1 und Freiraum verbessert. Im Sendefall wird ein Signal durch einen Einkoppelstift ST, der durch eine Wand des Hornstrahlers A1 hindurchgeführt wird, in den Hornstrahler A1 eingekoppelt. Eine das Signal tragende elektromagnetische Welle verlässt den Hornstrahler A1 durch die Abdeckung D. Mittig innerhalb der Abdeckung D eines Hornstrahlers A1 ist ein Stift D1 aus dielektrischem Material angeordnet. Dieser Stift D1 bildet einen Vorsprung innerhalb der Abdeckung D und wurde einstückig zusammen mit der Abdeckung D hergestellt. Sowohl die Metallstifte S1 bis S4 auf den Hornrändern als auch der Stift D1 aus Dielektrikum haben einen Einfluss auf die Verkoppelung benachbarter Hornstrahler A1, A2. These pins S1, S2, S3, S4 continue to serve as a frictional connection for a cover D, which consists of dielectric material. Thus, a sealing of the horn A1 is effected, but additionally improves the adaptation of the radiated wave between the horn A1 and free space. In the transmission case, a signal is coupled through a coupling pin ST, which is passed through a wall of the horn A1, in the horn A1. An electromagnetic wave carrying the signal leaves the horn A1 through the cover D. Centered within the cover D of a horn A1 is a pin D1 of dielectric material. This pin D1 forms a projection within the cover D and has been integrally formed together with the cover D. Both the metal pins S1 to S4 on the horn edges and the dielectric pin D1 have an influence on the coupling of adjacent horn radiators A1, A2.

Durch die Metallstifte S1 bis S4 modifiziert sich der Weg zwischen den Hornstrahler-Mittelpunkten benachbarter Hornstrahler A1, A2, wodurch sich Resonanzen dieser Verkoppelung benachbarter Hornstrahler aus Arbeitsfrequenzbändern der Antenne in andere, nicht genutzte Frequenzbänder verschieben lassen. Die Verkoppelung, die bei Steghornstrahlern besonders stark ist, erfolgt insbesondere durch die vier jeweils gegenüberliegend mittig angeordneten Restriktionen der Steghornstrahler. Somit sind auch die Metallstifte S1 bis S4 jeweils mittig angeordnet und beeinflussen den Weg möglicher parasitärer Ströme, die zwischen den Restriktionen benachbarter Steghornstrahler fließen. By the metal pins S1 to S4, the path between the horn center points of adjacent horns A1, A2, whereby resonances of this coupling of adjacent horns from working frequency bands of the antenna can be moved to other, unused frequency bands modified. The coupling, which is particularly strong in Steghorn radiators, is done in particular by the four respectively oppositely centrally located restrictions of Steghornstrahler. Thus, the metal pins S1 to S4 are each arranged centrally and influence the path of possible parasitic currents flowing between the restrictions of adjacent Steghornstrahler.

Die Stifte S1 bis S4 können dabei zylinderförmig sein. Alternativ sind auch Rechteckformen oder Kegelformen möglich. Mit der Länge und Breite der Stifte S1 bis S4 kann man die Frequenzen, bei denen die Resonanzen auftreten, einstellen. Der den Vorsprung bildende Stift D1 aus Dielektrikum hat eine unterstützende Wirkung bezüglich der Reduktion der Verkoppelung benachbarter Steghornstrahler. Dieser Stift D1 führt zu einer Ausrichtung der Abstrahlungscharakteristik, auch Keule genannt, eines Steghornstrahlers in Richtung des Dielektrikums. Diese Wirkung ist vom verwendeten Volumen für den Stift D1 abhängig. In 2 ist der Stift D1 nahezu mittig innerhalb des Steghornstrahlers A1 angeordnet und auf der dem Steghornstrahler A1 abgewandten Seite der Abdeckung D angebracht. Eine mittige Anordnung des dielektrischen Stifts D1 orientiert sich nicht an einer besonderen Neigung der nicht modifizierten Abstrahlungscharakteristik, sondern führt immer zu einer verbesserten Zentrierung. The pins S1 to S4 can be cylindrical. Alternatively, rectangular shapes or conical shapes are possible. With the length and width of the pins S1 to S4, one can set the frequencies at which the resonances occur. The protrusion-forming dielectric pin D1 has a supporting effect in reducing the coupling of adjacent land horns. This pin D1 leads to an alignment of the radiation characteristic, also called lobe, of a bridge horn radiator in the direction of the dielectric. This effect depends on the volume used for the D1 stylus. In 2 the pin D1 is arranged almost centrally within the Steghornstrahlers A1 and mounted on the side facing away from the Steghornstrahler A1 side of the cover D. A central arrangement of the dielectric pin D1 is not based on a particular tendency of the unmodified radiation characteristic, but always leads to an improved centering.

Wie in 2 gezeigt, ist der Stift D1 versetzt zur Mitte des Hornstrahlers A1 und gegenüber dem Einkoppelstift ST angeordnet sein – in 2 ist dies leicht links von der Mitte versetzt. Diese Anordnung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass sich eine nicht modifizierte Abstrahlungskeule des Steghornstrahlers eher in Richtung des Einkoppelstiftes ST neigt und durch Anordnung des Stiftes D1 auf einer der Mitte gegenüberliegenden Seite diese ungewollte Neigung besser kompensiert werden kann als eine mittige Anordnung. Die Länge des Stiftes D1 ist hier in etwa die doppelte Dicke der Abdeckung D. As in 2 shown, the pin D1 is offset from the center of the horn A1 and with respect to the coupling pin ST be arranged - 2 this is offset slightly to the left of the center. This arrangement makes use of the knowledge that an unmodified radiation lobe of the Steghornstrahlers tends towards the Einkoppelstiftes ST and by disposing the pin D1 on a side opposite the middle of this unwanted inclination can be better compensated than a central arrangement. The length of the pin D1 is here approximately twice the thickness of the cover D.

3 zeigt die soeben erläuterte Abdeckung D, hier jedoch in einer Ansicht aus Richtung des Steghornstrahlers. Die Abdeckung D enthält an den vier Seiten jeweils eine Ausnehmung L1, L2, L3, L4, wobei die Ausnehmung L3 in 3 verdeckt ist. Die Ausnehmung L1, L2, L3, L4 zeigen in 3 jeweils eine Halbkreisform und sind als Durchgangslöcher ausgeformt. Im Sinne einer Abdeckung D, die mehrere Hornstrahler überdeckt, sind diese halbkreisförmigen Ausnehmungen jedoch Löcher, die in ihrer Form den in 1 gezeigten Metallstiften S1 entsprechen und für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Abdeckung D und Hornstrahlern A1 bis Ax deren Form, ob zylinderförmig, rechteckig oder kegelförmig, folgen würden. 3 shows the cover just explained D, but here in a view from the direction of the Steghornstrahlers. The cover D contains on the four sides in each case a recess L1, L2, L3, L4, wherein the recess L3 in 3 is covered. The recess L1, L2, L3, L4 point in 3 each a semicircular shape and are formed as through holes. In the sense of a cover D, which covers a plurality of horns, however, these semicircular recesses are holes whose shape in the 1 shown metal pins S1 correspond and for a positive connection between the cover D and horns A1 to Ax whose shape, whether cylindrical, rectangular or conical, would follow.

Zur verbesserten Anpassung der abgestrahlten Welle vom Hornstrahler in den Freiraum enthält die Abdeckung D nach 3 ein dielektrisches Kreuz DK, auf dem zusätzlich ein zweiter Vorsprung D2 aus Dielektrikum mittig angeordnet ist. Auch dieser Vorsprung D2 hat eine Stiftform und bewirkt zusätzlich eine Zentrierung der Abstrahlungscharakterstik des Hornstrahlers, die wiederum die Verkopplung mit benachbarten Hornstrahlern verringert. Die Länge dieses zweiten dielektrischen Stiftes D2 entspricht etwa der Dicke der Abdeckung D, kann jedoch auch wesentlich weiter in den Innenraum des Hornstrahlers hineinragen. For improved adaptation of the radiated wave from the horn in the space contains the cover D after 3 a dielectric cross DK, on which in addition a second projection D2 made of dielectric is arranged centrally. Also this projection D2 has a pin shape and additionally causes a centering of the radiation characteristic of the horn, which in turn reduces the coupling with adjacent horns. The length of this second dielectric pin D2 corresponds approximately to the thickness of the cover D, but may also protrude much further into the interior of the horn.

In den 1 bis 3 wurden Ausführungsbeispiele gezeigt, die eine gleichbleibende Anordnung von Stiften S1 bis S4 auf den Rändern R der Hornstrahler und eine alle Hornstrahler überdeckende Abdeckung D mit mittig sowohl innen als auch außen angebrachten dielektrischen Stiften D1, D2 aufweisen. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch möglich geometrische Variationen der Strukturen bei den Stiften S1 bis S2 und den dielektrischen Stiften D1, D2 einzuführen. Die Abdeckung könnte auch nur einen Teil der Hornstrahler bedecken, dielektrische Stifte nur auf der Außen- oder Innenseite der Abdeckung D angeordnet sein oder die Anzahl, Position und/oder Länge der Stifte S1 bis S4 zur Ausbildung einer besonderen Abstrahlungscharakteristik über die Ebene der Antenne hinweg variiert werden. In the 1 to 3 Embodiments have been shown which have a consistent arrangement of pins S1 to S4 on the edges R of the horns and a horn covering all cover D with centrally located both inside and outside dielectric pins D1, D2. However, it is also possible according to the invention to introduce geometric variations of the structures in the pins S1 to S2 and the dielectric pins D1, D2. The cover could also cover only a portion of the horns, dielectric pins may be located only on the outside or inside of the cover D, or the number, position and / or length of the pins S1 to S4 to form a particular radiation characteristic across the plane of the antenna be varied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

A1, A2, ..Ax

horns

e

level

D

cover

D1, D2, ..Dx

head Start

DK

Cross made of dielectric

ST

Einkoppelstift

R

Horn edge

L1..L4

recesses

S1..S4

formations

d

Width of the partition

a

Width of the pen

λ

wavelength

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/005691 A1 [0007]

Claims

Antenna with a plurality of horns (A1, A2, ..Ax) and a cover (D) attached to the horns (A1, A2, ..Ax), which • consists of a dielectric, Is designed substantially flat, • several horns (A1, A2, ..Ax) covered, and • in the region of a horn (A1) a projection (D1) is formed.

An antenna according to claim 1, wherein the projection (D1) is formed as a pin.

Antenna according to one of the preceding claims, in which the projection (D1) is arranged on the side of the cover (D) opposite the horn (A1).

Antenna according to one of the preceding claims, wherein the projection (D1) on the horn (A1) facing side of the cover (D) is arranged.

Antenna according to Claim 2, in which the pin (D1) is arranged centrally via a horn radiator (A1).

An antenna according to claim 2, wherein in the horn (A1) a coupling pin (ST) inputs and outputs signals from the horn (A1) and the pin (D1) is offset from a center of the horn (A1) and from the coupling pin (ST). is arranged.

An antenna according to claim 3, wherein the offset of the pin (D1) to the center of the horn (A1) is at most one quarter of a horn beam width.

Antenna according to one of the preceding claims, in which a cross (DK) of dielectric is arranged on the side of the cover (D) facing the horn radiator (A1).

Antenna according to one of the preceding claims, wherein the cover (D) in the region of the edge (R) of a horn radiator (A1) recesses (L1..L4) having with formations (S1..S4) of the horn edge (R) of Horn radiator (A1) correspond.

Antenna according to the preceding claim, in which the recesses (L1..L4) of the cover (D) are frictionally connected to the formations (S1..S4) of the horn edge (R).

Antenna according to one of the preceding claims, wherein the recess (L1) is a through hole or a blind hole in the cover (D).

Antenna according to one of the preceding claims, wherein the projections (D1, D2, .. Dx) for a plurality of horns (A1, A2, ..Ax), preferably all the horns of the antenna, are provided.

Antenna according to one of the preceding claims, in which the horn radiators (A1, A2, .. Ax) are formed as Steghornstrahler.