<Desc/Clms Page number 1>
Mehrfachantenne für den Empfang elektromagnetischer Wellen.
Die Erfindung betrifft ein System zum Empfang elektrischer Wellen ; ihr Gegenstand ist ein solches System, das sich für den Empfang eines breiten Frequenzbereichs von kurzen Wellen gut eignet.
Eine der Schwierigkeiten, die sich dem Empfang von Kurzwellen entgegenstellen, ist die, dass der Teil des Systems, auf dem die Schwingungen aufgefangen werden, d. h. die Antenne, in einem vom Empfangsgerät entfernten Punkt angeordnet werden muss, so dass eine Übertragungsleitung erforderlich ist, die im allgemeinen einen grossen Teil der zu empfangenden Energie absorbiert.
Es war daher üblich, eine ziemlich kritische Abstimmung anzuwenden und auf die gegenseitige Anpassung der verschiedenen Impedanzen, wie z. B. beim Übergang zwischen der Antenne und der Übertragungsleitung, grosse Sorgfalt zu verwenden.
Gemäss der Erfindung ist nun die Antenne als Mehrfachantenne aus vier (oder allenfalls einer grösseren geradzahligen Anzahl) Drähten gebildet, die strahlenartig von einem Punkt aus nach vier (bzw. entsprechend mehr) Richtungen verlaufen und von denen jeweils zwei wesentlich länger sind als die zwei (bzw. mehr) andern und die zu zweien (bzw. dreien oder mehr) mit den Leitern einer Über- tragungsleitung verbunden sind.
Es sind wohl bereits Antennensysteme, bestehend aus gekreuzten, gegeneinander verstimmten Antennenelementen, vorgeschlagen worden ; doch war nicht nur der Zweck dieser Anordnung, die zum Senden und Empfang zirkular-oder elliptischpolarisierter Wellen bzw. als Rundstrahlsystem dienen sollte, ein von dem der vorliegenden Erfindung gänzlich verschiedener, sondern auch die Anordnung selbst, da dem Zweck, eine bestimmte Phasendifferenz zwischen den in den Antennen erregten Strömen zu erhalten, entsprechend nur ein ganz kleiner Unterschied in den Antennenlängen in Betracht kommen konnte.-Gemäss der Erfindung hingegen, bei der es sich um einen ganz andern Zweck, nämlich darum, ein für den Empfang eines breiten Frequenzbandes geeignetes Antennensystem zu schaffen, handelt, werden dementsprechend auch die Längen der Antennen wesentlich verschieden gewählt.
In den Zeichnungen ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht und näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein System, bei dem die Antenne aus zwei linearen Leitungen besteht, die gekreuzt sind, so dass die Teile a, b, c und d von einem gemeinsamen Bezugspunkt aus, der in der Zeichnung durch die zwei Punkte o veranschaulicht ist, strahlenförmig auseinander gehen. Die Teile a und b sind gleich lang und schliessen einen stumpfen Winkel miteinander ein. Auch die Teile e und d sind zweckmässig gleich lang und können wesentlich kürzer als die Teile a und b sein.
Ein gutes Ergebnis wird nun erzielt, wenn der von den Leitungen a und b gebildete Dipol auf eine niedrige Frequenz des zu bestreichenden Bereiches und der von den Leitungen e und d gebildete Dipol auf eine hohe Frequenz dieses Bereichs abgestimmt ist. In der Nähe der Resonanz jedes Teiles verhält der andere Teil sich wie eine hohe Impedanz und ist vernachlässigbar. Bei gewissen Frequenzen sind somit die Arme a und b, bei andern Frequenzen die Arme c und d wirksam.
(In den Fig. 8 und 9 ist dies für eine etwas andere Anordnung dadurch angedeutet, dass die jeweils vernach- lässigbaren Arme - c, d bzw. a, b-gestrichelt gezeichnet sind. ) Sind nun Signale zu empfangen, deren Frequenz zwischen den zwei vorerwähnten Frequenzen liegt, so werden sämtliche vier Arme
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
sind. Die Drähte 2 sind je mit einem ihrer Enden mit einer geerdeten Leitung 4 verbunden. Der isolierende Draht 3, mittels dessen die leitenden Drähte 2 zusammengehalten werden, hat einen solchen Durchmesser, dass kein Kontakt zwischen den Drähten 2 auftreten kann. Die Transformatorspulen 15 und 16 können mittels Drähten 22 am Schirm befestigt werden.
In Fig. 5 sind die Spulen 15 und 16 der Übersichtlichkeit wegen gegeneinander verschoben dargestellt ; in Wirklichkeit sind sie aber gleichachsig angeordnet.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Schirm 21 der Fig. l und 3 in an sich bekannter Weise durch eine geerdete Mittelpunktanzapfung 24 ersetzt ist. Es ist wichtig, dass die zwei Teile der Primärspule genau bemessen werden, so dass die Kopplung zwischen der Sekundärwicklung und jedem der zwei Teile der Primärwicklung die gleiche ist. Dies kann in der Weise erfolgen, dass die zwei Teile bifilar gewickelt werden.
Bei der Anwendung eines abgeschirmten Transformators t, wie der in Fig. 1 und 3 dargestellte, werden Ströme, die von den zwei Leitungen der Übertragungsleitung aufgefangen werden, in der Wicklung 15 keinen Strom zum Fliessen bringen-sie werden elektrostatisch von dem geerdeten Schirm 21 abgeleitet. Wird ein Transformator mit Mittelpunktanzapfung verwendet, so werden sich die Ströme in bezug auf die magnetische Wirkung ausgleichen und sie werden auch über die Mittelpunktanzapfung nach der Erde abgeleitet. In beiden Fällen wird somit die Wirkung der Übertragungsleitung L beseitigt. Auf diese Weise wird eine Verbesserung, was das Verhältnis zwischen Signal und Störung anlangt, erzielt.
Die Antenne kann somit in genügender Entfernung von der Störungsquelle angeordnet werden. - Ein weiterer Vorteil ist der, dass der Einfluss störender Wellen auf die Erdverbindung gleichfalls beseitigt werden kann, da sowohl der Schirm 21 als auch die Mittelpunktanzapfung 24 mit dem Empfängergehäuse od. dgl. verbunden werden können, so dass eine eigentliche Erdung nicht notwendig ist.
In Fig. 3 ist das eine Ende der Sekundärwicklung 16 des Transformators t mit der Antennenklemme eines Empfangsgerätes, das andere mit dem beweglichen Arm eines Schalters 17 verbunden. Der eine Kontakt 18 des Schalters ist geerdet, während der andere, 19, mit einem Ende der Primär- spule Ja und eines hohen Widerstandes x verbunden ist, dessen anderes Ende an den Kontakten 17 angeschlossen ist. In der in der Zeichnung dargestellten Lage ist der Widerstand 20 kurzgeschlossen, und das System eignet sich gut zum Empfang der Rundfunkwellen. Hiebei üben die Spulen 15 und 16, die nur besonders wenig Windungen haben, praktisch keinen Einfluss aus.
Die zwei Leitungen der Übertragungsleitung verhalten sich somit wie eine einzige Leitung, und die vier Arme der Antenne verhalten sich wie eine einzige Antenne. - Das Empfangsgerät E ist in Fig. 3 nur schematisch dar- gestellt. In der Praxis muss die Einrichtung, die sich zum Empfang sowohl der Rundfunkwellen als auch der Kurzwellen gut eignen soll, mit auswechselbaren Transformatorspulen ausgestattet sein, von denen die primären zwischen der Antenne und der Erdklemme und die sekundären zwischen dem
Gitter und der Kathode der ersten Röhre einzuschalten sind.
Wenn Kurzwellen empfangen werden sollen, wird der Arm 17 umgelegt, so dass eine Klemme der
Sekundärwicklung 16 Über den Kontakt 18 geerdet ist. Die vier Arme der Antenne bilden in diesem
Fall Dipole, und die Energie wird über den Transformator dem Gerät zugeführt. - Beim Kurzwellen- empfang ist es erwünscht, die Kapazität zwischen der Leitung und der Sekundärwicklung 16 möglichst gering zu gestalten. Wenn der Arm 17 auf dem Kontakt 18 liegt, ist er auf Erdpotential, und die
Kapazität zwischen dem Kontakt 19 und Erde ist nicht hinderlich. Der Widerstand 20, der von der
Grössenordnung 100.000 Ohm ist, bildet eine Ableitung, durch welche statische Ladungen von den Antennenarmen abgeleitet werden können.
Es ist ferner vorteilhaft, die Leitung 8 in genügender Entfernung von der Sekundärspule 16 und von der Leitung 9 zu verlegen, um die Kapazität zwischen der Leitung und der Spule möglichst gering zu halten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mehrfachantenne für den Empfang elektromagnetischer Wellen, gekennzeichnet durch vier (oder allenfalls eine grössere geradzahlige Anzahl) Drähte, die strahlenartig von einem Punkte aus nach vier (bzw. entsprechend mehr) Richtungen verlaufen und von denen jeweils zwei wesentlich länger sind als die zwei (bzw. mehr) andern und die zu zweien (bzw. dreien oder mehr) mit den Leitern einer Übertragungsleitung verbunden sind.