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Schwarzschild-Hornstrahler

Bild 1: Schrittweise Darstellung der Faltung eines Schwarzschild-Hornstrahlers, die Faltstellen sind die Reflektoren und haben im Ergebnis den Querschnitt von Hohlleiter-Biegungen.

Bild 1: Schrittweise Darstellung der Faltung eines Schwarzschild-Hornstrahlers, die Faltstellen sind die Reflektoren und haben im Ergebnis den Querschnitt von Hohlleiter-Krümmungen.
a) Blechform;
b) abgekantet;
c) aufgeschnitten und Reflektoren eingesetzt;
d) Seitenansicht von c).

Schwarzschild-Hornstrahler

Das Schwarzschild-Horn System ist eine Abwandlung der Cassegrain-Antenne welches die Abbesche Sinusbedingung erfüllt und somit die Genauigkeit der Antenne außerhalb der Hauptstrahlrichtung verbessert. Ein Hornstrahler vom Typ Schwarzschild hat einen größeren konkaven Sekundärreflektor und einen kleineren konvexen Primärreflektor, die sich beide innerhalb des gefalteten Hornstrahlers befinden. Im gegensatz zur Cassegrain-Antenne sind die Reflektoren keine reinen geometrischen Kegelschnitte, sondern transzendente Kurven. Für die Anwendung nur in der Hauptstrahlrichtung hat diese Antenne gegenüber der Cassegrain-Antenne kaum Vorteile. Jedoch für schnelle elektrische Strahlschwenkungen bietet die Antenne bessere Bedingungen. Die Gestaltung der Reflektoroberflächen erfordert eine aufwendige Rechenprozedur und ist abhängig von der Strahlbreite und dem Scanwinkel. Der Schwarzschild-Hornstrahler wird durch mehrere kleinere Strahler gespeist, an die die Sendeleistung durch einen sogenannten Orgelpfeifenschalter verteilt wird.

Da die als Reflektor dienenden Bögen im Hornstrahler keine einfachen Kegelschnitte sind, ist die Herstellung und die Einhaltung notwendiger Toleranzen sehr kompliziert. Das System hat deswegen kaum eine Verbreitung gefunden. Das wahrscheinlich einzige in Serie produziertete Modell ist die Antenne des Feuerleitradars AN/MPG-1, das während des 2. Weltkrieges von dem MIT Radiation Laboratory entwickelt und später von Bendix gebaut wurde. Dessen Antenne hat mit dem Schwarzschild-Hornstrahler eine Diagrammbreite von 0,55° im Azimut und 3° im Höhenwinkel. Das Diagramm wird mit dem Motor und einem Getriebe mit 4 Umdrehungen pro Sekunde geschwenkt und überstreicht einen Sektor von 10,2°.

Das Schwarzschild-Horn wurde nach dem vom deutschen Astrophysiker Karl Schwarzschild (*1873 - †1916) im Jahre 1905 entwickelten Schwarzschild-Teleskop benannt.

Quellen: