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Einrichtung zum Aussenden elektrischer Schwingungen mit Richtantenne.
Es ist bekannt, sogenannte Richtantennen, das sind Antennengebilde, die hauptsächlich nur nach bestimmten Richtungen strahlen, dadurch zu bilden, dass eine Reihe von schwingenden Leitern (Dipolen)
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werden. Es ist vorgeschlagen worden, die einzelnen Dipole in Abständen von etna einer halben Wellenlänge beiderseits eines Paralleldraht (Lecher) systemes anzuordnen, dessen Drähte zur Erzielung der gleichphasigen Erregung zwisehen den einzelnen Ansehlusspunkten sich kreuzen. Es ist auch vorgeschlagen worden, ähnliche Gebilde aus mehreren, nebeneinander angeordneten Stromkreisen zusammenzusetzen, die durch einzelne synchron angetriebene oder gesteuerte Hochfrequenzquellen gespeist werden.
Gemäss der Erfindung wird nun ein wesentlich verbesserter Strahlungswirkungsgrad bei einfaehster Bauart des Antennengebildes dadurch erzielt, dass mehrere, in der Hauptstrahlungsriehtung hintereinander angeordnete Gruppen von Dipolen angewendet werden, von denen jede aus mehreren gleich- aebigen, horizontalen Dipolen besteht, und diese Gruppen von einer einzigen Hochfrequenzquelle derart erregt u erden, dass die Dipole jeder einzelnen Gruppe gleiche Phase haben, während die in einem Abstand von im wesentlichen einer halben Wellenlänge hintereinander angeordneten Dipolgruppen abwechselnd entgegengesetzte Phase aufweisen.
Beispiele für derartige Riehtantennensysteme gemäss der Erfindung sind in den Fig. 1-5 dar-
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benachbarten Dipolen hindurchgeführt wird. Die einzelnen Diolgruppen sind im wesentlichen in einem einer halben Wellenlänge. entsprechenden Abstand hintereinander angeordnet, was die für die gerichtete Strahlungswirkung günstigste Erregung ergibt. Die einzelnen Dipolantennen liegen dabei an den Spannungsbäuchen der stehenden Welle auf dem Paralleldrahtsystem.
Es werden daher, wenn das Paralleldrahtsystem von der Kopplungseinrichtung 4 aus durch eine Hoehfrequenzquelle gespeist wird, bei geeigneter Wahl der Abmessungen die Dipolantennen J, 1.... in einer Phase und die Antennen 1', 1'.... in der um 1800 verschobenen Phase schwingen, so dass sieh alle Dipolantennen für Wellen in der Richtung des Doppelpfeiles x in ihrer Wirkung unterstützen.
Die Verwendung von gegenphasig schwingenden Elementen bringt ausser dem Vorteil von relativ niedrigen Masten noch einen weiteren Vorteil mit sich. Die theoretische Berechnung des Strahlungwiderstandes eines solchen Systems nach den von Pistolkors angegebenen Formeln zeigt nämlich, dass der Strahlungswiderstand eines derartigen Systems schon bei Verwendung von 4x4 Elementen mehr als doppelt so gross ist als der Strahlungswiderstand einer gleich grossen und gleich angeordneten Anzahl von gleichphasig schwingenden Elementen, d. h. mit andern Worten, dass der Nutzeffekt im ersten Falle bedeutend grösser ist als im zweiten.
Es ist auch möglich, mehrere derartige Gebilde, welche aus zwei oder mehreren Paralleldrahtspeiseleitungen mit daran angeschlossenen, gleiehaehsigen Dipolantennen bestehen, nebeneinander anzuordnen, um ein aus mehreren Teilen bestehendes Richtantennensystem zu erhalten, welches der Ausstrahlung nur nach zwei entgegengesetzten Richtungen fähig ist (Fig. 2).
In die einzelnen Dipole können in bekannter Weise Wechselstromwiderstände 6 (Fig. 4), wie Kopplungoder Abstimmelemente, eingeschaltet werden oder einzelne Abschnitte 5 derselben rücklaufend ausgebildet werden (Fig. 3).
Unter manchen Umständen ist es von Vorteil, dieses Riehtantennensystem so auszugestalten, dass es eine oder mehrere in sich geschlossene Schleifen bildet. Es ist in diesem Fall möglich, bei Frost-
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wetter aus dem ganzen, eine Schleife bildenden Antennensystem einen Stromkreis zwecks Heizung zu bilden, um die Rauhreif-und Eisbildung an der Antenne hintanzuhalten. Die Zuführung des Heizstromes kann zweckmässigerweise in der Nähe der Kopplungseinrichtung 4, z. B. an den Punkten 7 und 8 erfolgen, wobei es durch passende Anordnung von Sperrdrosseln und Sperrkondensatoren möglich ist, in bekannter Weise die Heizung des Antennensystems auch während des Betriebes vorzunehmen.
Bei dieser Schleifenanordnung wird der Draht derart geführt und es werden gegebenenfalls die Abmessungen der eingeschal- teten Wechselstromwiderstände derart gewählt, dass sich die erwähnte Phasenlage in den Dipolantennen 1, 1.... in dem einen Sinne und in den andern Antennen 1', l'.... im andern Sinne ergibt, genau so wie bei den früher erwähnten Ausfiihrungsformen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform als geschlossene Schleife besteht darin, dass die Stromstärke in allen Dipolen zwangsläufig dieselbe ist, was
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Unsymmetrien und zur genauen Einstellung der Spannungsbäuche können in allen Fällen in an sich bekannter Weise Schleifen von veränderlicher Grösse dienen, wie sie in Fig. 5 bei 9 dargestellt sind.
Die einzelnen Gruppen von gleiehaehsigen, horizontalen Dipolantennen können alle in gleicher Höhe über dem Boden angeordnet sein, so dass ein sehr einfacher Aufbau mit verhältnismässig niederen Masten möglich ist. In diesem Falle ergibt sich in einer vertikalen, zu den Achsen der einzelnen Antennen senkrechten Ebene die in Fig. 6 dargestellte Intensität der Strahlung für verschiedene Strahlungswinkel.
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Fall des vollkommen leitenden Bodens, während die voll ausgezogene Linie die Intensitätskurve unter Berücksichtigung der unvollkommenen Leitfähigkeit der Erde darstellt. Bei gleich hoher Anordnung aller Dipole ergibt sich nach Fig. 6 je ein Strahlungsmaximum nach beiden Richtungen in einem spitzen Winkel zur Erdoberfläche.
Werden jedoch die einzelnen Diolgruppen in verschiedenen Höhen, u. zw. gegen die bevorzugte Strahlungsrichtung hin ansteigend angeordnet (beispielsweise in einer gegen die Horizontale geneigten Ebene), so ergibt sieh eine weitgehende Unterdrückung der Strahlung nach der der gewünschten entgegengesetzten Richtung, eine Verstärkung der Strahlung nach der gewünschten Richtung und eine Ausstrahlung unter einem steileren Winkel (I. (Fig. 7), was für den Verkehr über grosse Entfernungen von Vorteil ist.
Anstatt die einzelnen Gruppen von Dipolantennen in einer einzigen Ebene anzuordnen, könnten sie auch in mehreren übereinanderliegenden Ebenen angeordnet werden, wobei nicht alle Antennen durch ein Drahtsystem gespeist werden müssen, sondern ein Teil auch durch Induktion erregt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Aussenden elektrischer Schwingungen mittels Richtantenne, gekennzeichnet durch mehrere hintereinander angeordnete Gruppen von Dipolen, von denen jede aus mehreren gleichachsigen, horizontalen Dipolen besteht, die von einer einzigen Hoehfrequenzquelle derart erregt werden, dass in jedem Augenblick benachbarte Dipole, die in einem Abstand von im wesentlichen einer halben Wellenlänge hintereinander angeordnet sind, entgegengesetzte Phase aufweisen, während die Dipole innerhalb jeder einzelnen Gruppe gleiche Phase aufweisen.