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Splash Plate Feed

runder Hohlleiter
Dielektrikum
Splash Plate

Bild 1: Splash Plate Feed

Splash Plate Feed

Mit dem englischsprachigen Begriff Splash Plate Feed wird umgangssprachlich bei Cassegrain-Antennen der komplette Subreflektor bezeichnet. Dieser hat dann jedoch meist eine zusätzliche Formgebung oder zusätzliche Elemente, um die Reflexion eines Teils der Sendeenergie zurück in den Hohlleiter zu verhindern. Insgesamt hat dann dieser Subreflektor einen sehr komplexen Aufbau und ist mit dem klassischen Subreflektor einer Cassegrain-Antenne nicht mehr zu vergleichen.

Scheitelplatte

Die Scheitelplatte ist eine sehr einfache Möglichkeit, die Rückwirkungen auf die Antennenspeisung zu verringern. Eine Scheitelplatte ist eine meist kreisrunde Platte im Scheitel eines Parabolreflektors. Diese hat einen genau berechneten Durchmesser und Abstand vor dem Scheitel des Parabolreflektors. Durch den Abstand wird durch Verkürzung der geometrischen Länge eine zur vorlaufenden Welle gegenphasige Reflexion erzeugt, die sich am Hornstrahler mit einem Teil der vorlaufenden Welle auslöscht. Dadurch verschlechtert sich zwar geringfügig der Wirkungsgrad der Antenne und damit ihr Antennengewinn, aber das Stehwellenverhältnis auf der Antennenzuleitung verbessert sich erheblich.[1] Die Größe der Platte beschränkt sich auf die Winkel, bei welchen eine Rückwirkung auf den Hornstrahler möglich ist. Dieser Teil der Energie kann auch durch eine andere Formgebung (zum Beispiel durch eine konvexe Form) in andere Richtungen verteilt werden. Dadurch entstehen jedoch Störungen im Strahlungsdiagramm, weil eben gerade im Scheitel einer Parabolantenne die Strahlungsdichte am größten ist.

Bild 2: Wetterradar GMWR-400-SST mit Splash Plate Feed (Mit freundlicher Genehmigung von GAMIC mbH)

Bild 2: Wetterradar GMWR-400-SST mit Splash Plate Feed (Mit freundlicher Genehmigung von GAMIC mbH)

Scheitelplatte im Subreflektor

Der Subreflektor der Cassegrain-Antenne sollte theoretisch eine hyperbolische Form haben. Auch hier könnte das Prinzip einer Scheitelplatte angewendet werden. Bei einem Subreflektor kann jedoch problemlos die Sendeenergie durch eine andere als die theoretisch vorgesehene hyperbolische Form verteilt werden, um diesen Anteil der Sendeenergie am Hohlleiter vorbei an einen anderen Teil des Parabolreflektors umzuleiten. Diese Richtungsänderung kann durch den Parabolspiegel wieder aufgefangen werden solange keine größeren Phasenunterschiede auftreten.

Im einfachsten Fall kann das wieder nur eine kleine leitfähige Platte vor dem Hornstrahler sein, die in der Mitte nur einen kleinen Metallkegel hat, um Reflexionen in Richtung Hohlleiter zu verhindern. Dieses Bauteil wird dann insgesamt Splash Plate Feed genannt, weil es einem „Spritzblech“ doch näher kommt, als einem hyperbolischen Spiegel.

Störungen im Strahlungsdiagramm würden durch notwendige Halterungen für den Subreflektor auftreten. Durch Verwendung dielektrischer Materialien können die Störungen im Strahlungsdiagramm verringert werden. Es kann aber auch der Hornstrahler durch eine dielektrische Antenne ersetzt werden, welches solche Halterungen überflüssig macht. Sehr aufwendige Lösungen mit sehr viel besseren Eigenschaften verwenden stufenförmig geschlitzte („korrugierte”) dielektrische Materialien zur Impedanzanpassung und zur phasenrichtigen Verteilung der Sendeenergie.

Hat Feed Antenne

Wenn dieser Subreflektor einen Rand hat, der die dielektrischen Materialien wie ein aufgesetzter Hut umschließt, werden Antennen mit dieser Strahlerform auch Hat Feed Antennen genannt. Ein solcher Rand kann auch eine korrugierte Form haben und soll um den Subreflektor umlaufende Wellen dämpfen.

Referenz:

  1. Patent von Siemens zur Scheitelplatte aus dem Jahre 1987 mit Beschreibung der Funktion. (online)

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