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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage
einer Funkantenne, eine Funkantenne, die entsprechend einem solchen
Verfahren montiert wurde, und auf eine Einrichtung, die zur Umsetzung
eines solchen Montageverfahrens bestimmt ist.
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Eine
Funkantenne 10 (1) kann einen Hauptreflektor 12 umfassen,
dessen Form, z. B. ein Drehparaboloid, die Möglichkeit bietet, die gesendeten
oder empfangenen elektromagnetischen Wellen im Bereich eines Nebenreflektors 14 zu
bündeln.
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Dieser
Nebenreflektor 14 ist über
einen Wellenleiter 16 mit einem insgesamt runden Abschnitt
mit der Zuführungseinrichtung 11 der
Antenne 10 verbunden.
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Ein
solcher Wellenleiter 16 mit rundem Abschnitt kann Fehler
aufweisen, die eine Veränderung der
Ausbreitungsebene eines polarisierten elektromagnetischen Feldes,
das von diesem Wellenleiter übertragen
wird, zur Folge haben, wie im Folgenden anhand von 2a erläutert wird.
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2a ist
eine Seitenansicht des oben beschriebenen Wellenleiters 16,
wobei diese Ansicht die elliptische Form bestimmter Abschnitte dieses Wellenleiters 16 hervorhebt.
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Diese
elliptischen Abschnitte verursachen eine Verschiebung zwischen der
Ausbreitungsebene des polarisierten elektromagnetischen Feldes 17, das
dem Wellenleiter 16 zugeführt wird, und der Ausbreitungsebene
des elektronmagnetischen Feldes 18, das diesen Wellenleiter 16 verlässt.
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Eine
solche Verschiebung zwischen den Ausbreitungsebenen von zugeführten und
ausgehenden elektromagnetischen Feldern des Wellenleiters ist unerwünscht, da
sie Störungen
zwischen benachbarten Antennen verursachen kann. Aufgrund dessen
ist jede Antenne durch eine „ideale Übertragungsebene" definiert, in der
sich die gesendeten Signale theoretisch ausbreiten, wobei die Verwendung dieser
idealen Ebene die Möglichkeit
bietet, verschiedenen benachbarten Antennen unterschiedliche Ausbreitungsebenen
zuzuweisen, um die Störungen zwischen
den Antennen zu minimieren.
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Daher
kann die Verschiebung, die durch einem Wellenleiter in der Ausbreitungsebene
eines polarisierten elektromagnetischen Feldes verursacht wird,
die Anzahl an Antennen einschränken,
die in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet werden
können.
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Daher
sind die Antennenhersteller gezwungen, die Verschiebung der Ausbreitungsebene
von gesendeten polarisierten elektromagnetischen Feldern einzuschränken, wobei
diese Verschiebung auch mit Hilfe eines Parameters beurteilt werden kann,
wie z. B. der Kreuzpolarisationsentkopplung der Antenne oder „XPD" für „Cross
Polar Discrimination" auf
Englisch.
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Genauer
gesagt entspricht die XPD einer Antenne, der ein planares elektromagnetisches
Feld zugeführt
wird, dem Verhältnis
zwischen der Leistung Pc, die von der Antenne in einer mit dem anliegenden elektromagnetischen
Feld koplanaren Komponente gesendet wird, und der Leistung Pt, die
von der Antenne in der Querkomponente, d. h. im rechten bzw. in
einem 90°-Winkel
zu dem gelieferten elektromagnetischen Feld gesendet wird, entsprechend
der folgenden Formel in dB: G = –10 log(Pc/Pt)wobei
diese Leistungen an der Öffnung
eines Winkels gemessen werden, der in Abhängigkeit von den jeweiligen
Normen festgelegt wird.
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Um
die von einem Wellenleiter verursachte Verschiebung einzuschränken, ist
bekannt, exakte und damit langwierige und kostenaufwändige Verarbeitungstechniken
einzusetzen, damit die Fehler des Wellenleiters begrenzt werden.
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Die
vorliegende Erfindung resultiert aus der Feststellung, dass ein
Wellenleiter mit rundem Abschnitt auf praktische Weise, trotz seiner
Fehler eine Rotationssymmetrie in seiner Längsachse aufweist, und dass
es aufgrund dieser Tatsache möglich
ist, diesen Wellenleiter in jeder Position an einem Reflektor zu
befestigen, die durch Schwenken des zylinderförmigen Wellenleiters in Bezug
auf seine Längsachse
erreicht werden kann.
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Die
Erfindung resultiert zudem aus der Feststellung, dass, wie oben
anhand von 2 beschrieben, das verschobene
elektromagnetische Feld 18 als die Summe des elektromagnetischen Felds 18a,
das sich in koplanarer Richtung zu dem eingehenden elektromagnetischen
Feld ausbreitet, und einem elektromagnetischen Feld 18b betrachtet werden
kann, das sich in quer oder senkrecht verlaufender Ebene zu diesem
eingehenden elektromagnetischen Feld ausbreitet.
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Aus
diesem Grund bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren
zur Montage einer Funkantenne, die aus einem Reflektor besteht,
der über
einen Wellenleiter mit rundem Abschnitt mit einem Nebenreflektor
verbunden ist und sich in einer Längsachse erstreckt, dadurch
gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
- – den
Schritt zum Schwenken des Wellenleiters um seine Längsachse,
um eine Position zu ermitteln, in der die Verschiebung der Ausbreitungsebene
eines polarisierten elektromagnetischen Feldes, das von diesem Wellenleiter übertragen wird,
begrenzt ist,
- – den
Schritt, diese Position auf dem Wellenleiter zu markieren, und
- – den
Schritt, den Wellenleiter entsprechend dieser Markierung auf dem
Reflektor zu montieren.
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Ein
solches Verfahren optimiert den Einsatz eines Wellenleiters mit
rundem Abschnitt, indem es die Anordnung dieses Wellenleiters an
einem Reflektor in einer Position ermöglicht, die die von diesem Wellenleiter
verursachte Verschiebung zwischen der Ausbreitungsebene des in diesen
Wellenleiter eingeführten
polarisierten elektromagnetischen Felds und der Ausbreitungsebene
des von diesem Wellenleiter gesendeten polarisierten elektromagnetischen
Felds minimiert.
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Dieses
Verfahren kann mit einer kostengünstigen
Einrichtung einfach und schnell umgesetzt werden. Es ermöglicht den
Einsatz von Wellenleitern mit rundem Abschnitt, die Fehler aufweisen,
die ohne das Verfahren eine zu starke Verschiebung der Ausbreitungsebene
des gesendeten elektromagnetischen Felds verursachen würden und
beispielsweise eine XPD zur Folge hätten, die nicht mit ihrer Anwendung
kompatibel wäre.
Auf diese Weise können
die Kosten für
den Wellenleiter und damit auch für die Antenne reduziert werden.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst das Verfahren außerdem
den Schritt zur Messung einer Komponente des gesendeten elektromagnetischen Felds
in einer quer zur Ausbreitungsrichtung des in den Wellenleiter eingehenden
polarisierten elektromagnetischen Felds. Auf diese Weise ist es
besonders einfach, die von dem Wellenleiter verursachte Verschiebung
zu ermitteln.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst das Verfahren außerdem
den Schritt zur Messung der von dem Wellenleiter verursachten Verschiebung
mit Hilfe einer Übergangsführung zwischen
dem runden Abschnitt des Wellenleiters und einem rechteckigen Abschnitt.
Eine solche Ausführungsvariante
bietet beispielsweise die Möglichkeit,
die Übergangsführung um
90° zu schwenken,
um die quer verlaufende Komponente des gemäß einer Ausführungsvariante aus
dem Wellenleiter austretenden elektromagnetischen Felds zu messen.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
umfasst das Verfahren außerdem
den Schritt zur Messung der durch den Wellenleiter verursachten
Verschiebung, indem die am Ausgang des Wellenleiters in einer Ebene
abgestrahlte Leistung mit der am Eingang des Wellenleiters zugeführten Leistung
verglichen wird.
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Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf eine Funkantenne, die einen Reflektor umfasst, der über einen
Wellenleiter mit einem runden Abschnitt, der sich in einer Längsachse
erstreckt, mit einem Nebenreflektor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine Markierung auf dem Wellenleiter umfasst, um eine relative
Position dieses Wellenleiters in Bezug auf den Reflektor zu ermitteln,
in der die Verschiebung der Ausbreitungsebene des von diesem Wellenleiter
gesendeten polarisierten elektromagnetischen Felds begrenzt ist.
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Eine
solche Antenne kann die Möglichkeit bieten,
die Verschiebung der Ausbreitungsebene eines elektromagnetischen
Felds zu begrenzen, wenn dieses von dem Wellenleiter gesendet wird
und wenn diese Referenz in einem Verfahren entsprechend einer der
vorgenannten Ausführungsvarianten
ermittelt wurde.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst der Nebenreflektor außerdem
eine Markierung zur Ermittlung einer Montageposition für den Wellenleiter
in Bezug auf den Reflektor, um auf diese Weise die Montage des Wellenleiters
in Bezug auf den Reflektor zu erleichtern.
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Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf eine Einrichtung zur Montage einer Funkantenne, die einen Reflektor
umfasst, der über
einen Wellenleiter mit rundem Abschnitt mit einem Nebenreflektor
verbunden ist und sich in einer Längsachse erstreckt, dadurch
gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst:
- – Vorrichtungen
zum Schwenken des Wellenleiters um seine Längsachse und Vorrichtungen
zur Ermittlung einer Position, in der die Ausbreitungsebene eines
von diesem Wellenleiter gesendeten polarisierten elektromagnetischen
Felds nur eingeschränkt
verschoben wird, und
- – Vorrichtungen
zur Markierung dieser Position auf dem Wellenleiter.
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Eine
solche Position bietet die Möglichkeit zur
Umsetzung eines Verfahrens gemäß einer
der vorstehenden Ausführungsvarianten.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst die Einrichtung Vorrichtungen zur Messung einer Komponente
des elektromagnetischen Felds, das von dem Wellenleiter in einer
quer zur Ausbreitungsebene des eingehenden polarisierten elektromagnetischen
Felds verlaufenden Ebene gesendet wird.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
umfasst die Einrichtung am Ausgang des Wellenleiters eine Übergangsführung zwischen
dem runden Abschnitt des Wellenleiters und einem rechteckigen Abschnitt. In
diesem Fall und gemäß einer
Ausführungsvariante umfasst
die Einrichtung Vorrichtungen, die die Möglichkeit bieten, die Übergangsführung um
90° zu schwenken.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
umfasst die Einrichtung Vorrichtungen, die die Möglichkeit bieten, die in einer
Ebene abgestrahlte Leistung am Ausgang des Wellenleiters mit der
am Eingang des Wellenleiters eingehenden Leistung zu vergleichen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Durchlesen der nachstehenden
Beschreibung von Ausführungsvarianten
der Erfindung deutlich, die Beispielcharakter hat und keine Einschränkung darstellt
und sich auf die beiliegenden Abbildungen bezieht, in denen:
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die
bereits beschriebene 1 eine schematische Darstellung
der Elemente ist, die die elektromagnetischen Wellen in einer Antenne
leiten,
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die
bereits beschriebene 2a und 2b die
Verschiebung darstellen, die in der Ausbreitungsebene eines polarisierten
elektromagnetischen Felds verursacht wird, das von einem Wellenleiter
mit rundem Abschnitt gesendet wird,
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3 eine
Einrichtung darstellt, die die Möglichkeit
bietet, ein Verfahren gemäß der Erfindung
umzusetzen, und
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die 4a, 4b, 4c und 4d verschiedene
Schritte eines Verfahrens gemäß der Erfindung
darstellen, in denen die in 3 beschriebene
Einrichtung eingesetzt wird.
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In
den nachstehend beschriebenen Abbildungen sind Elemente der gleichen
Art oder mit der gleichen Funktion mit der gleichen Referenz bezeichnet.
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In 3 ist
eine Einrichtung 30 dargestellt, die die Möglichkeit
bietet, die Position eines Wellenleiters 32 zu ermitteln,
in der die Verschiebung der Ausbreitungsebene eines polarisierten
elektromagnetischen Felds, das diesem Wellenleiter 32 zugeführt wird,
minimiert wird, wobei diese Position des Wellenleiters in Bezug
auf diese Ausbreitungsebene am Eingang ermittelt wird.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Einrichtung 30 in dieser Ausführungsvariante
zwei Wellenleiter 33 und 34, die den Übergang
zwischen einem rechteckigen Abschnitt und einem runden Abschnitt
ausführen,
wobei diese Wellenleiter 33 und 34 jeweils an
einem Ende des runden Wellenleiters 32 angeordnet sind.
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Einerseits
wird der Übergangswellenleiter 33 genutzt,
um das elektromagnetische Feld E, das in einer bestimmten Ausbreitungsebene
in den Wellenleiter 32 eintritt, zu liefern.
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Andererseits
wird der Übergangswellenleiter 34 genutzt,
um nur eine Komponente des elektromagnetischen Felds E zu erhalten,
die aus dem Wellenleiter 32 in einer Erfassungsebene austritt,
die durch die Ausrichtung dieses Übergangswellenleiters 34 festgelegt
wird.
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Um
diese Erfassungsebene zu verändern, umfasst
die Einrichtung 30 außerdem
Vorrichtungen 35, wie z. B. U-Träger, die die Möglichkeit
bieten, den Wellenleiter 32 in Bezug auf die Symmetrie-Rotationsachse 36 des
Wellenleiters 32, die im Folgenden auch als Längsachse 36 bezeichnet
wird, zu drehen oder zu schwenken.
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Diese
U-Träger 35 bieten
die Möglichkeit, den
Wellenleiter 32 zu drehen, ohne die Ausrichtung der Übergangswellenleiter 33 und 34 zu
verändern. Sie
bieten zudem die Möglichkeit,
den Übergangswellenleiter 34 zu
schwenken, und dabei den Wellenleiter 32 in einer festen
Position zu halten.
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Schließlich umfasst
die Einrichtung 30 ebenfalls Vorrichtungen 38,
wie beispielsweise einen Metallstift, der die Möglichkeit bietet, eine Markierung auf
dem Wellenleiter 32 anzubringen, wobei diese Markierung
die optimale Position des Wellenleiters 32 in Bezug auf
den Übergangswellenleiter 33,
oder logischerweise in Bezug auf die Ausbreitungsebene des polarisierten
elektromagnetischen Felds kennzeichnet, das von diesem Übergangswellenleiter 33 eingeführt wird.
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Gemäß der Erfindung
wird diese optimale Position ermittelt, indem die Komponente des
von dem Wellenleiter 32 gesendeten elektromagnetischen
Felds ermittelt wird, die sich in einer quer oder senkrecht zur
Ausbreitungsebene des in diesen Wellenleiter 32 eingeführten elektromagnetischen
Felds verlaufenden Ebene ausbreitet.
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Zu
diesem Zweck wird diese quer verlaufende Komponente für verschiedene
Positionen des Wellenleiters in Bezug auf den Übergangswellenleiter 32 gemessen,
wobei diese Positionen festgelegt werden, indem man diesen, wie
oben anhand von 4a, 4b, 4c und 4d beschrieben,
um seine Längsachse 36 dreht.
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In
diesen Abbildungen sind der Wellenleiter 32, seine Längsachse 36 und
die Übergangswellenleiter 33 und 34 dargestellt,
die jeweils am Eingang und am Ausgang des Wellenleiters 32 angeordnet sind.
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Beim
ersten Schritt (4a) misst die Einrichtung 30 die
Komponente des elektromagnetischen Felds E, die aus dem Wellenleiter 32 austritt, der
zu dem in diesen Wellenleiter 32 eingeführten elektromagnetischen Feld
E koplanar ist.
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Zu
diesem Zweck sind die Übergangswellenleiter 33 und 34 symmetrisch
zu dem Wellenleiter 32 angeordnet, und eine Sonde 39 liefert
ein Signal, das für
die Leistung der aus diesem Wellenleiter gesandten Strahlung repräsentativ
ist, wobei diese Leistung anhand eines Komparators 40 mit
der am Eingang des Wellenleiters 32 gemessenen Leistung
verglichen werden kann.
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Das
Ergebnis des Vergleichs wird auf einem Bildschirm 42 angezeigt,
der das Ergebnis des Vergleichs in der Achse der Ordinaten 44 in
dB anzeigt.
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Bei
diesem zweiten Schritt wird der Übergangswellenleiter 34 um
90° gekippt
(4b), so dass nur die quer verlaufende Komponente
des elektromagnetischen Felds von diesem Übergangswellenleiter 34 übertragen
wird.
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Dann
liefert der Komparator 40 ein Signal, das für die Leistung,
die dieser quer verlaufenden Komponente des elektromagnetischen
Felds zugeordnet ist, das aus dem Wellenleiter austritt, repräsentativ
ist.
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Mit
Hilfe eines solchen Signals ist es möglich, die Position des Wellenleiters
zu suchen (4c), die diese quer verlaufende
Komponente minimiert, indem man den Wellenleiter 32 in
Bezug auf seine Achse 36 schwenkt, wobei man jedoch gleichzeitig
auf dem Bildschirm 42 die Leistung beobachtet, die dieser
quer verlaufenden Komponente des elektromagnetischen Felds zugeordnet
ist, das aus dem Wellenleiter 32 austritt.
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Wenn
die Position des Wellenleiters, die das quer verlaufende Feld E
minimiert, identifiziert wurde, wird dieser Wellenleiter mit einer
Markierung 46 versehen, die die Möglichkeit bietet, die relative
Position zu markieren, die der Wellenleiter 32 auf einem
Reflektor in Bezug auf die Ausbreitungsebene des eingehenden elektromagnetischen
Felds einnehmen muss.
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Aufgrund
dieser Tatsache stellt die Markierung oder das Kennzeichen 46 die
optimale Position des Wellenleiters 32 in Bezug auf die
Ausbreitungsebene des in den Wellenleiter eingeführten elektromagnetischen Felds
E dar, so dass diese Ausbreitungsebene des eingehenden elektromagnetischen
Felds auch auf dem Reflektor mittels einer zweiten Kennzeichnung
oder Markierung gekennzeichnet werden kann, um die Montage des Wellenleiters
am Reflektor mit Hilfe dieser beiden Markierungen zu ermöglichen.