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Antennensystem
Für Fernübertragung oder Femsehempfang sowie für gewisse Systeme von Höhenmessung und zur Kenntlichmachung von Hindernissen unter Verwendung einer hohen Trägerwellenfrequenz (Ultrakurzwellen), werden Antennensysteme benötigt, die im Gegensatz zu einer einfachen Dipol-Antenne eine Impedanz besitzen, deren Absolutwert sich für ein Frequenzgebiet von etwa 10% der Trägerwellen & equenz um höchstens 10% ändert.
Für solche Zwecke ist es bekannt, ein DipolAntennensystem zu verwenden, das aus zwei mit den Spitzen gegeneinander aufgestellten kegelförmigen Metallkörpern besteht.
Ein Nachteil dieser sogenannten Kegelantenne ist die verwickelte und schwerfällige Bauart, die zur Erzielung einer genügenden mechanischen Festigkeit erforderlich ist, wodurch das Antennensystem verhältnismässig kostspielig wird ; ausserdem weist sie eine für Montage auf einem Flugzeug wenig geeignete Form auf.
Die Erfindung hat ein für die obengenannten Zwecke geeignetes Antennensystem von einfacher und billiger Bauart zum Zwecke.
Dazu wird bei einem Antennensystem, das wenigstens zwei neben und parallel zueinander aufgestellte Strahler enthält, deren Abstand von einander klein in bezug auf die Länge der Strahler ist, während zwischen den entsprechenden Enden der Strahler ein Kurzschluss vorgesehen und erfindungsgemäss jeder der genannten Kurzschlüsse derart ausgebildet ist, dass er sich über einen Teil der Länge der Strahler erstreckt und in der Längsrichtung der Strahler gesehen, nebeneinander und in der Nähe der Enden liegende Punkte eines der Strahler unmittelbar mit entsprechend gelegenen Punkten des anderen Strahlers bzw. der anderen Strahler verbindet.
Das erfindungsgemässe Antennensystem wird vorzugsweise bei einer Wellenlänge verwendet, die etwa der doppelten Länge eines Strahlers entspricht.
Es wurde festgestellt, dass eine im Hinblick auf den beabsichtigten Zweck sehr günstige Form der Impedanz-Frequenzkurve des Antennensystems erhalten wird, wenn jeder der genannten Kurzschlüsse sich, in der Längsrichtung der Strahler gesehen, über einen Abstand erstreckt, der grösser als 1/20 und kleiner als 1 ! ö der Länge eines Strahlers ist.
Vorzugsweise wird jeder der Kurzschlüsse von einer flachen Metallplatte gebildet, die in oder wenigstens nahezu in einer zumindest zwei der Strahler enthaltenden Ebene gelegen ist.
Eine besonders günstige Impedanz-Frequenzkurve des erfindungsgemässen Antennensystems wird durch Verwendung von zwei Strahlern erzielt, wenn einer der beiden Strahler aus einem Metallband besteht, dessen Breite vorzugsweise kleiner als der Abstand der beiden Strahler ist, während der andere Strahler in der Mitte unterbrochen und mit den Enden einer Übertragungsleitung verbunden ist.
Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Fig. 1 ist zum Vergleich mit dem erfindungsgemässen Antennensystem ein bekanntes Antennensystem dargestellt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen günstige Ausführungsformen von erfindungsgemässen Antennensystemen.
In der Fig. 4 sind die Impedanz-Frequenzkurven der in den Fig. l, 2 und 3 gezeigten Antennensysteme für Wellenlängen von der Grössenordnung der doppelten Länge eines Strahlers dargestellt.
Das in der Fig. 1 dargestellte, bekannte Antennensystem besteht aus drei in geringer Ent-
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spricht. Der mittlere der Strahler 2 ist in der Mitte unterbrochen, und mit einer Übertragungsleitung 4 verbunden, die mit einem nicht dargestellten Sender oder Empfänger verbunden ist. Zwischen entsprechenden Enden der Strahler sind Kurzschlüsse 5 vorgesehen.
Es darf als bekannt vorausgesetzt werden, dass die Strahler eines solchen Antennensystems gleichphasig erregt werden und infolgedessen die Impedanz bei Resonanz eines solchen dreifachen Dipols"etwa das neunfache der ResonanzImpedanz eines einfachen Dipols ist.
In der Fig. 4 ist der Absolutwert der Impedanz des Antennensystems nach Fig. l, von der Übertragungsleitung aus gesehen, in Abhängigkeit von der Frequenz durch die Kurve I dargestellt.
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Daraus ergibt sich, dass dieser in der Nähe der etwa 71 MHz betragenden Resonanzfrequenz der Antenne sich stark ändert.
Das in der Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe
Antennensystem besteht, gleich wie das Antennen- system nach Fig. l, aus drei neben und parallel zueinander aufgestellten Strahlern 6, 7 und 8, von denen der mittlere unterbrochen und mit einer Übertragungsleitung 9 verbunden ist. An den Enden sind die Strahler wieder kurzge- schlossen, aber im Gegensatz zu dem Antennen- system nach Fig. 1 wird der Kurzschluss der entsprechenden Enden der Strahler durch flache
Platten 10 herbeigeführt, die in der allen Strahlern gemeinsamen Ebene gelegen sind. Von jeder dieser Platten wird ein sich über einen Teil der Strahlerlänge erstreckender Kurzschluss herbeigeführt und es werden nebeneinander und in der Nähe der Enden liegende Punkte eines der Strahler direkt mit entsprechend liegenden Punkten der anderen Strahler verbunden.
Wie aus der für das Antennensystem nach Fig. 2 bemessenen Impedanz-Frequenzkurve 11 hervorgeht, ist die Höchständerung der Antennenimpedanz, wenn die Trägerwellenfrequenz der zu übertragenden oder zu empfangenden Schwingungen etwa 61 MHz beträgt, für ein Frequenzgebiet von etwa 10% der Trägerwellenfrequenz (58-64 MHz) kleiner als 8% der mittleren Antennenimpedanz.
Eine noch günstigere Form der Impedanzkurve des erfindungsgemässen Antennensystems wird mittels des aus zwei Strahlern bestehenden Antennensystems nach Fig. 3 erhalten. Nach dieser Ausführungsform sind die beiden Strahler 11 und 12 an den Enden durch in der die beiden Strahler enthaltenden Ebene gelegene Metallplatten 13 miteinander über einen Abstand verbunden, der etwa 1/10 der Länge eines Strahlers oder aber etwa 1/20 der verwendeten Wellenlänge beträgt, gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Der obere der beiden Strahler 11 besteht jetzt aber aus einem Metallband, dessen Breite kleiner als der Abstand der Strahler ist.
Der andere der beiden Strahler 12 ist in der Mitte unterbrochen und mit den Enden der Übertragungsleitung 14 verbunden.
In der Fig. 4 ist III die Impedanz-Frequenzkurve des Antennensystems nach Fig. 3. Daraus ergibt sich, dass für ein Frequenzgebiet von mehr als 10% der mittleren Frequenz, nämlich 8 MHz (56-64 MHz) die Höchständerung der Antennen- impedanz weniger als 1% beträgt, d. h. dass die
Antennenimpedanz für praktische Zwecke als konstant betrachtet werden kann.
Es wird noch bemerkt, dass der Absolutwert der Impedanz des in der Fig. 3 dargestellten, aus zwei Strahlern bestehenden Antennensystems ungefähr der gleiche ist, wie der des aus drei
Strahlern bestehenden Antennensystems nach
Fig. 2. In den beiden Fällen beträgt diese
Impedanz etwa 700 Ohm, welcher Wert mit Rücksicht auf die Anpassung der Impedanz des Antennensystems an die der Übertragungsleitung besonders günstig ist.
PATENTANSPRÜCHE : l. Antennensystem mit wenigstens zwei neben und parallel zueinander aufgestellten Strahlern, deren Abstand voneinander klein in bezug auf die Länge der Strahler ist, während zwischen entsprechenden Enden der Strahler ein Kurzschluss vorgesehen ist, welches Antennensystem vorzugsweise bei einer etwa der doppelten Länge eines der Strahler entsprechenden Wellenlänge verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der genannten Kurzschlüsse sich über einen Teil der Strahlerlänge erstreckt, in der Weise, dass, in der Längsrichtung der Strahler gesehen, nebeneinander und in der Nähe der Enden liegende Punkte eines der Strahler unmittelbar mit entsprechend liegenden Punkten des anderen Strahlers bzw. der anderen Strahler verbunden sind.