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Verfahren zur Ausstrahlung hochfrequenter Energie.
Bei Sendeverfahren für längere Wellen, insbesondere bei Rundfunkwellen, tritt der Nachteil auf, dass nur ein sehr geringer Teil der Energie an den Empfangsort gelangt. Ein grosser Teil der Strahlungenergie geht verloren, sobald der Winkel, den diese Energierstrahlen mit der Horizontalen bilden, einen bestimmten Wert überschreitet. Anderseits wird auch durch die an der Heaviside-Sehicht reflektierten Strahlen infolge von Interferenzerseheinungen am Empfangsorte die Empfangsfeldstärke gestört. Auf jeden Fall ist es wünschenswert, die Strahlungsenergie nach der Horizontalen hin zu konzentrieren, ohne dass die Abmessungen grössere Dimensionen annehmen.
Aus der Kurzwellenteehnik sind Anordnungen bekannt, bei denen durch Strahlerkombinationen, deren Grösse eine halbe Wellenlänge überschreitet, eine Energiekonzentration erreicht wird. So hat man z. B. eine Vertikalantenne in mehrere übereinander angeordnete Abschnitte zergliedert, wobei die Länge dieser einzelnen Abschnitte elektrisch gleich einer halben Wellenlänge gemacht wurde. Die Gesamtausdehnung eines solchen Antennensystems beträgt daher ein Mehrfaches einer halben Wellenlänge. Die einzelnen Abschnitte schwingen dabei gleichphasig und in gleicher Polarisation.
Erfindungsgemäss soll nun eine Energiekonzentration unter Verwendung von Antennendimensionen, wie sie für Rundfunkwellen gebräuchlich sind, erreicht werden. Zu diesem Zweck werden, wie für Kurzwellenanordnungen bereits bekannt, mehrere übereinander angeordnete Teilantennen mit im wesentlichen gleicher Polarisation benutzt. Es wird jedoch erfindungsgemäss dafür gesorgt, dass die halbe Länge der benutzten Welle die Höhenausdehnung sowie die Breitenausdehnung der ganzen Antenne nicht unterschreitet. Bei Verwendung von zwei Teilantennen wird daher die einzelne Länge jeder Antenne kleiner als eine viertel Wellenlänge, während bei den vorbekannten Anordnungen mit erheblich grösseren Abmessungen über eine halbe Wellenlänge gearbeitet wurde.
Nehmen wir bei vertikaler Polarisation leitenden Erdboden an, so ergibt sieh für eine Anordnung aus zwei Teilantennen bei einer Gesamthöhe von einer viertel Wellenlänge über Erde und einem Abstand der Schwerpunkte der Teilantennen von einer achtel Wellenlänge (Anordnung Fig. 1) eine günstige Konzentration zur Horizontalen, wenn die Phasen der Teilströme um 1800 gegeneinander versetzt sind und
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diagrammen in Fig. 3-6 ist der Einfluss der Amplitudenverschiedenheit zu ersehen.
Insbesondere für den Fall, dass i = 0'75 -0'5 io ist, ist eine wesentlich stärkere Konzentration der Strahlung zur Horizontalen festzustellen als beispielsweise bei einer Antenne, die eine viertel Wellenlänge lang ist, und deren Strombauch an Erde liegt (Fig. 2). An Stelle von Amplitudenverschiedenheit kann durch eine Längenversehiedenheit der gleiche Effekt erzielt werden. Man kann allgemein sowohl die Länge als auch die Ströme der Teilantennen verschieden wählen. Massgebend ist das Produkt aus Länge und Strommittelwert, die Meter-Amperezahl der Teilantennen.
Bei horizontaler Polarisation (Fig. 7) ist unter Annahme eines leitenden Erdbodens ebenfalls eine geringe Konzentration zur Horizontalen festzustellen, wenn die Ströme gegenphasig sind (Fig. 8 b).
Die Änderung gegenüber einer Horizontalantenne oder zwei gleichphasig erregten Teilantennen (Fig. 8 a) ist allerdings nur gering. Eine wesentliche Konzentration erreicht man erst durch ein günstiges Amplitudenverhältnis der Teilströme (Fig. 9). Es muss im Gegensatz zu der vertikalen Antennenanordnung die Amplitude des unteren Teilstromes wesentlich grösser gemacht werden als die des oberen.
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Bei nicht absolut leitendem Erdboden ist die Form des Strahlungsdiagramms anders, vor allem von der Leitfähigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des Erdbodens abhängig. Man muss hier die günstigste Phase zwischen beiden Antennen durch das Experiment feststellen. Durch Variation von Abstimm-und Kopplungselementen und anderen Mitteln, wie sie in der Hochfrequenztechnik zur Phasendrehung verwandt werden und bekannt sind, kann man erreichen, dass die Phase zwischen den Teilantennenströmen jeden beliebigen Wert annimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Ausstrahlung hochfrequenter Energie mit bevorzugter Bodenstrahlung. insbesondere für Rundfunkzwecke, unter Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Teilantennen mit im wesentlichen gleicher Polarisation, dadurch gekennzeichnet, dass die halbe Länge der benutzten Welle die Höhenausdehnung sowie die Breitenausdehnung der ganzen Antenne nicht unterschreitet.