„Torusantenne“ – Versionsunterschied
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Eine '''Torus-Antenne''' ist eine [[Parabolantenne]], bei der die für den [[Parabolspiegel|Reflektor]] formgebende [[Parabel (Mathematik)|Parabel]] nicht um die Achse der Hauptstrahlrichtung gedreht worden ist, sondern um eine Achse, die dazu senkrecht steht. Es entsteht somit ein [[kreisbogen]]förmiger Reflektor. | Eine '''Torus-Antenne''' ist eine [[Parabolantenne]], bei der die für den [[Parabolspiegel|Reflektor]] formgebende [[Parabel (Mathematik)|Parabel]] nicht um die Achse der Hauptstrahlrichtung gedreht worden ist, sondern um eine Achse, die dazu senkrecht steht. Es entsteht somit ein [[kreisbogen]]förmiger Reflektor. | ||
== Technische Beschreibung == | |||
Die [[Richtcharakteristik]] (und in der Folge der [[Antennengewinn]]) für jede Sende- Empfangseinrichtung beruhen nur auf einen kleinen Bereich der Reflektoroberfläche. Die Größe dieser Fläche wird durch die Richtcharakteristik der Primärstrahler (meist [[Hornstrahler]]) begrenzt. Die [[Antennenwirkfläche|effektive Antennenfläche]] ist für den jeweiligen Kanal kleiner als eine annähernd ovale Parabolantenne mit einem Durchmesser etwa der kleineren Dimension der Torus-Antenne. In der Summe wird jedoch eine Mehrfachausnutzung der Reflektorfläche erzielt, da sich die einzelnen Bereiche überlappen können. Da statt eines Brennpunktes eine Brennlinie erzeugt wird, sind die Verluste durch [[Aberration (Optik)|Aberation]] etwas größer als bei einer Parabolantenne. | |||
Im Gegensatz zu einer Parabolantenne mit [[Multifeed]]halterung wird bei der Torus-Antenne keine der Positionen für die Primärstrahler bevorzugt. | |||
== Anwendungen im Radar und zur terrestrischen Übertragung == | == Anwendungen im Radar und zur terrestrischen Übertragung == | ||
In den 1950er-Jahren wurde von den [[Streitkräfte der Vereinigten Staaten|US-Streitkräften]] das Radarsystem AN/FPS-50 beschafft, bei dem Torus-Antennen zur Frühwarnung vor ballistischen Raketen verwendet worden sind. Die Radars arbeiteten | In den 1950er-Jahren wurde von den [[Streitkräfte der Vereinigten Staaten|US-Streitkräften]] das Radarsystem AN/FPS-50 beschafft, bei dem Torus-Antennen zur Frühwarnung vor ballistischen Raketen verwendet worden sind. Die Radars arbeiteten im [[Dezimeterwelle]]nbereich. Die Reflektoren sind 50 m hoch und 120 m lang, wobei nur ein halber Parabelbogen gebildet wird und sich die Linie der Brennpunkte auf der Erdoberfläche befindet.<ref>Tae-Woo Lee: ''Military technologies of the world.'' Praeger, Westport 2008, S. 176.</ref> | ||
Für die terrestrische Übertragung im [[Ultrakurzwelle]]n-Bereich noch erhalten ist eine in den 1960er-Jahren nach diesem Prinzip erstellte Antennenanlage der ehemaligen [[Kabelkopfstelle]] in [[Cressey (Kalifornien)]], mit der Fernsehsignale aus der rund 160 km entfernten Region [[San Francisco]] empfangen wurden.<ref>Koordinaten {{Coordinate|NS=37/25/39/N|EW=120/39/3/W|type=landmark|region=US-CA|text=37° 25′ 39″ N, 120° 39′ 3″ W|name=Cressey | Für die terrestrische Übertragung im [[Ultrakurzwelle]]n-Bereich noch erhalten ist eine in den 1960er-Jahren nach diesem Prinzip erstellte Antennenanlage der ehemaligen [[Kabelkopfstelle]] in [[Cressey (Kalifornien)]], mit der Fernsehsignale aus der rund 160 km entfernten Region [[San Francisco]] empfangen wurden.<ref>Koordinaten {{Coordinate|NS=37/25/39/N|EW=120/39/3/W|type=landmark|region=US-CA|text=37° 25′ 39″ N, 120° 39′ 3″ W|name=Cressey%25252C GE Cablevision}}</ref> Zehn etwa 27 Meter hohe, in einem rund 110 m langen Kreisbogen aufgestellte Türme tragen horizontal gespannte Metalldrähte und bilden so den Reflektor.<ref>Neil McLain: ''Broadband networks part 29.'' In: ''SBE Chapter 24 Newsletter'', März 1999, S. 6.</ref> | ||
== Anwendung zur Satellitenkommunikation == | == Anwendung zur Satellitenkommunikation == | ||
Die Torus-Antenne wird heutzutage dazu verwendet, um im [[Mikrowellen]]bereich mit nur einer Antenne gleichzeitig Verbindungen mit mehreren geostationären [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] zu halten. Zu diesem Zweck wird sie mit mehreren Primärantennen ausgerüstet, die auf unterschiedliche Bereiche des Reflektors gerichtet sind ([[Multifeed]]). | Die Torus-Antenne wird heutzutage dazu verwendet, um im [[Mikrowellen]]bereich mit nur einer Antenne gleichzeitig Verbindungen mit mehreren geostationären [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] bzw., von einem Satelliten aus, zu mehreren Standorten auf der Erdoberfläche zu halten. Zu diesem Zweck wird sie mit mehreren Primärantennen ausgerüstet, die auf unterschiedliche Bereiche des Reflektors gerichtet sind ([[Multifeed]]). | ||
Eine rund 80 | Eine rund 80 m breite Antenne dieses Typs befindet sich seit etwa 1987 in der Anlage Owidiopol-2 bei [[Welykodolynske]] in der [[Ukraine]].<ref>Koordinaten {{Coordinate|NS=46/19/45/N|EW=30/32/26/E|type=landmark|region=UA-51|text=46° 19′ 45″ N, 30° 32′ 26″ E|name=Owidiopol-2%25257D%25257D%252526lt%25253B%25252Fref> Später wurden solche Antennen in verschiedenen Ländern von der [[National Security Agency|NSA]] errichtet, um die Kosten der Überwachung von [[Satellitenkommunikation]] zu reduzieren.<ref>Desmond Ball, Duncan Campbell, Bill Robinson, Richard Tanter: ''Expanded communications satellite surveillance and intelligence activities utilising multi-beam antenna systems.'' [http://nautilus.org/wp-content/uploads/2015/05/Torus-SATCOM.pdf NAPSNet Special Report, 28. Mai 2015]</ref> Ebenfalls verwendet werden sie von [[Kabelnetzbetreiber]]n.<ref>[http://www.nytimes.com/1981/08/13/business/technology-multiple-beam-antennas.html ''Multiple-beam antennas.''] The New York Times, 13. August 1981.</ref> Mit herkömmlichen Parabolantennen wird für jeden empfangenen Satellit eine eigene Antenne benötigt. | ||
Kleinere Torus-Antennen existieren auch im Bereich der [[Unterhaltungselektronik]], um mit einem unbeweglichen Reflektor die Signale mehrerer [[Rundfunksatellit|Fernsehsatelliten]] empfangen zu können. | Kleinere Torus-Antennen existieren auch im Bereich der [[Unterhaltungselektronik]], um mit einem unbeweglichen Reflektor die Signale mehrerer [[Rundfunksatellit|Fernsehsatelliten]] empfangen zu können. | ||
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* Biao Du, Edward K. N. Yung, Ke-Zhong Yang, Shun-Shi Zhong: ''Design of multibeam parabolic torus reflector antennas.'' In: ''Microwave and Optical Technology Letters'', 27, 5, 2000, S. 343–347. | * Biao Du, Edward K. N. Yung, Ke-Zhong Yang, Shun-Shi Zhong: ''Design of multibeam parabolic torus reflector antennas.'' In: ''Microwave and Optical Technology Letters'', 27, 5, 2000, S. 343–347. | ||
* Kenneth S. Kelleher: ''A new wide-angle microwave reflector.'' In: ''Tele-Tech & Electronic Industries'', 12, 6, 1953, S. 98–99, 168–169. | * Kenneth S. Kelleher: ''A new wide-angle microwave reflector.'' In: ''Tele-Tech & Electronic Industries'', 12, 6, 1953, S. 98–99, 168–169. | ||
* Yahya Rahmat-Samii, Reflector Antenna Developments: A Perspective on the Past, Present and Future, 2015, IEEE Antennas and Propagation Magazine, Band 57, Ausgabe 2, ISSN 1045-9243, S. 85-95 | |||
== Einzelnachweise == | == Einzelnachweise == | ||
Version vom 17. Mai 2016, 18:58 Uhr
Eine Torus-Antenne ist eine Parabolantenne, bei der die für den Reflektor formgebende Parabel nicht um die Achse der Hauptstrahlrichtung gedreht worden ist, sondern um eine Achse, die dazu senkrecht steht. Es entsteht somit ein kreisbogenförmiger Reflektor.
Anwendungen im Radar und zur terrestrischen Übertragung
In den 1950er-Jahren wurde von den US-Streitkräften das Radarsystem AN/FPS-50 beschafft, bei dem Torus-Antennen zur Frühwarnung vor ballistischen Raketen verwendet worden sind. Die Radars arbeiteten im Dezimeterwellenbereich. Die Reflektoren sind 50 m hoch und 120 m lang, wobei nur ein halber Parabelbogen gebildet wird und sich die Linie der Brennpunkte auf der Erdoberfläche befindet.[1]
Für die terrestrische Übertragung im Ultrakurzwellen-Bereich noch erhalten ist eine in den 1960er-Jahren nach diesem Prinzip erstellte Antennenanlage der ehemaligen Kabelkopfstelle in Cressey (Kalifornien), mit der Fernsehsignale aus der rund 160 km entfernten Region San Francisco empfangen wurden.[2] Zehn etwa 27 Meter hohe, in einem rund 110 m langen Kreisbogen aufgestellte Türme tragen horizontal gespannte Metalldrähte und bilden so den Reflektor.[3]
Anwendung zur Satellitenkommunikation
Die Torus-Antenne wird heutzutage dazu verwendet, um im Mikrowellenbereich mit nur einer Antenne gleichzeitig Verbindungen mit mehreren geostationären Satelliten bzw., von einem Satelliten aus, zu mehreren Standorten auf der Erdoberfläche zu halten. Zu diesem Zweck wird sie mit mehreren Primärantennen ausgerüstet, die auf unterschiedliche Bereiche des Reflektors gerichtet sind (Multifeed).
Eine rund 80 m breite Antenne dieses Typs befindet sich seit etwa 1987 in der Anlage Owidiopol-2 bei Welykodolynske in der Ukraine.Referenzfehler: Es fehlt ein schließendes </ref>. Ebenfalls verwendet werden sie von Kabelnetzbetreibern.[4] Mit herkömmlichen Parabolantennen wird für jeden empfangenen Satellit eine eigene Antenne benötigt.
Kleinere Torus-Antennen existieren auch im Bereich der Unterhaltungselektronik, um mit einem unbeweglichen Reflektor die Signale mehrerer Fernsehsatelliten empfangen zu können.
Literatur
- Alan G. P. Boswell: The parabolic torus reflector antenna. In: Marconi Review, 41, 1978, S. 237–248.
- Biao Du, Edward K. N. Yung, Ke-Zhong Yang, Shun-Shi Zhong: Design of multibeam parabolic torus reflector antennas. In: Microwave and Optical Technology Letters, 27, 5, 2000, S. 343–347.
- Kenneth S. Kelleher: A new wide-angle microwave reflector. In: Tele-Tech & Electronic Industries, 12, 6, 1953, S. 98–99, 168–169.
Einzelnachweise
- ↑ Tae-Woo Lee: Military technologies of the world. Praeger, Westport 2008, S. 176.
- ↑ Koordinaten 37° 25′ 39″ N, 120° 39′ 3″ W
- ↑ Neil McLain: Broadband networks part 29. In: SBE Chapter 24 Newsletter, März 1999, S. 6.
- ↑ Multiple-beam antennas. The New York Times, 13. August 1981.
