Eine Linse vor einem Horn kann die Aperturphase korrigieren und damit Strahlbreite, Maximumrichtung und Nebenkeulen verändern. Sie garantiert nicht bei jedem Gerät 10 dB mehr Gewinn oder Nebenkeulen unter −20 dB. Entscheidend sind gesamtes Aperturfeld, Material und Montage.
Funktionsprinzip
Am Ausgang eines kurzen Horns kann eine deutliche Phasenkrümmung bestehen. Die dielektrische Linse verändert örtlich die elektrische Weglänge, um die gewünschte Wellenfront anzunähern.
In einfacher geometrisch-optischer Näherung ergibt der Ersatz von Luft durch eine Schicht t eine zusätzliche Phasenverzögerung von etwa k0(n−1)t. n ist der Brechungsindex. Reflexion, Beugung und Verluste sind damit noch nicht vollständig modelliert.
Das Profil muss zum wirklichen Hornfeld passen. Eine beliebige Kunststoffscheibe kann zusätzliche Reflexion und Verluste statt Verbesserung erzeugen.
1. Zu breiter oder ungleichmäßiger Strahl
Weniger Phasenfehler können eine vorhandene Apertur besser nutzen. Endliche Größe und Amplitudenverteilung begrenzen dennoch die Richtwirkung.
Bei gleicher Fläche und Frequenz entspräche eine hypothetische Apertureffizienzverbesserung von 0,50 auf 0,70 etwa 10 log10(0,70/0,50) = 1,46 dB. Das ist keine gemeinsame Steigerung von 10 dB.
Messen Sie beide Hauptschnitte und das ganze Band. Ein Ergebnis in einem Schnitt oder auf einer Frequenz bestätigt nicht alle anderen Bedingungen.
2. Verschobenes Strahlmaximum
Versatz, Verkippung, Abstand und unsymmetrische Anregung können die Maximumrichtung verschieben. Trennen Sie mechanische Lage, Frequenzeffekt und Messfehler.
Prüfen Sie die Richtung über Frequenz, Polarisation und Temperatur. Eine passende Positionskorrektur kann helfen, beseitigt aber nicht automatisch jede Drift mit einem Handgriff.
Auch das Phasenzentrum kann frequenzabhängig sein. Bei einem Reflektorfeed ist deshalb das Gesamtsystem zu bewerten.
3. Nebenkeulen und unerwünschte Richtungen
Phasenkorrektur kann das Diagramm verbessern. Nebenkeulen hängen aber auch von Amplitudenverteilung, Kanten und parasitären Reflexionen ab.
Kleinere Nebenkeulen können mit breiterem Hauptstrahl oder geringerer Aperturausnutzung einhergehen. Versprechen Sie nicht ohne vergleichbare Bedingungen jede Verbesserung gleichzeitig.
Eine Linse unterscheidet eine Störung im Hauptstrahl nicht allein anhand ihres Dateninhalts vom Nutzsignal. Räumliche Unterdrückung hängt von Richtung und Empfangssystem ab.
Unterschied zur Rotman-Linse
Eine Rotman-Linse ist ein Mehrportnetz zur Strahlformung eines Arrays. Wege zwischen Strahl- und Antennenports erzeugen passende Verzögerungs- und Phasenverteilungen.
Sie ist nicht identisch mit einer transparenten Linse vor einem einzelnen Horn. Vergleiche benötigen Portzahl, Band, Verzögerung, Verlust und Arrayanbindung.
Material und zusätzliche Verluste
Prüfen Sie Permittivität und Verluste über Frequenz und Temperatur sowie Dicke, Oberfläche und Halterung. Feuchte, Schutzschicht und Kleber können die Wirkung verändern.
Zusätzliche Masse und Lasten gehören zum vollständigen Aufbau. Ein kürzeres Metallhorn bedeutet nicht zwingend ein leichteres System.
Verbesserung nachweisen
| Merkmal | Vergleich |
|---|---|
| Gewinn | Gleiche Frequenzen und Referenzen. |
| Diagramm | Hauptschnitte und Achsenabweichung. |
| Polarisation | Kreuzanteil oder Achsenverhältnis. |
| Anpassung | Definierter Aufbau mit und ohne Linse. |
| Umgebung | Temperatur, Feuchte und Wiederholbarkeit. |
Ein Netzwerkanalysator misst die passenden Portgrößen, nicht allein Strahl und Bitfehlerrate. Letztere erfordert einen definierten Signal- und Empfangstest. Der Herstellername des Instruments ersetzt diese Bedingungen nicht.
Siehe Horntheorie und Rotman-Linse. Konkrete Messdaten ersetzen unbelegte Berichte über Satellitenausfälle.
