<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Verbesserung des Verhältnisses von Signal zu Störung an Antennen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine an Antennen vorzusehende Vorrichtung, um das Verhältnis von Signal zu Störung beim Empfang Hertzscher Wellen für die Zwecke der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, des Fernsehens, der Funkmesstechnik usw. zu verbessern, u. zw. insbesondere durch die Ausscheidung der Wirkungen elektrischer Störungen. Es ist bekannt, dass diese Störungen, soweit sie von elektrischen Maschinen ausgehen, durch wohlbekannte Mittel unterdrückt werden können, wogegen sie bei meteorologischem Ursprung bis heute nicht beseitigt werden können. Diese Störungen können die Folge von in mehr oder minder grosser Entfernung auftretenden elektrischen Entladungen, d. h. Blitzen, sein.
Die Stärke der zum Empfänger übertragenen Störung hängt u. a. von der Energie und der Natur der vom Orte der elektrischen Entladung ausgesandten Wellen sowie vom Zustand ihrer Dämpfung im Zeitpunkt ihres Zusammentreffens mit der Antenne ab.
Wenn die Störungen durch in der Nachbarschaft der Empfangsantenne auftretende Gewitter verursacht sind oder in der Antenne selbst ihren Sitz haben, sind sie besonders unangenehm. Als Folge der Verstärkung des elektrischen Feldes der Atmosphäre, etwa bedingt durch vorbeiziehende Gewitterwolken, kann es nämlich in der Nähe der Antenne zu Entladungen zwischen Metallteilen kommen, die hinsichtlich der Erde unterschiedlich isoliert sind, es kann aber auch an den Enden der Antenne zu Spitzenentladungen oder Koronaeffekten kommen, was sich beim Abhören drahtloser Sendungen durch ein starkes Rauschen und im Falle des Fernsehempfanges durch Flimmern bemerkbar macht.
Sehr lästige Störun- gen meteorologischer Art, besonders beim Empfang von Sendestationen, die von der Empfangsantenne verhältnismässig sehr weit entfernt sind, können nicht nur während einer Gewitterlage, sondern auch bei Abwesenheit eines höheren atmosphärischen Potentialgradienten entstehen.
In diesem Zusammenhang weiss man, dass während jeder Jahreszeit, sogar im Winter, die in der Atmosphäre in Wolkenform schwebenden oder sich in Form von Regen oder Nebel zum Boden bewegen- den Wasserteilchen häufig eine elektrische Ladung tragen, deren Polarität entgegengesetzt jener des Bodens ist und dementsprechend auch entgegengesetzt jener der wirksamen Teile der Antenne, die über die Eingangskreise des Empfängers in elektrischer Verbindung mit der Erde stehen. Wenn also diese geladenen Teilchen auf ihrem Wege zum Boden mit aktiven Teilen der Antenne in Berührung geraten, neutralisieren sie sich, welcher Vorgang in der drahtlosen Telephonie zu einem starken und anhaltenden Krachgeräusch und beim Fernsehen zu einem Flimmern Anlass gibt, welches ebenfalls so lange währt, als die besonderen meteorologischen Bedingungen vorherrschen.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, durch besondere, an der Antenne zu treffende Massnahmen eine Herabsetzung der Störungen zu erzielen. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, eine Antenne dadurch gegen Störungen abzuschirmen, dass man sie in geringer Tiefe in Meerwasser unterbringt. Es leuchtet ein, dass dieser Vorschlag nur geringe praktische Bedeutung haben kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zielt darauf ab, im Bereiche der Antenne, und namentlich oberhalb derselben, eine Zone geringen Widerstandes zu schaffen, in der durch die entstehende Potentialverminderung die Amplituden der elektrostatischen Störwellen, namentlich wenn diese die direkte oder indirekte Folge eines nahen Gewitters sind oder wenn es sich um eine Entladung geladener Regentropfen gegenüber der Antenne handelt, verkleinert werden,
möglichst ohne das Nutzsignal zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass mindestens eine die Luft ionisierende Quelle von Alpha-und/oder Betastrahlen auf der Antenne selbst oder in deren unmittelbarer Nachbarschaft vorgesehen ist. Zweckmässig ist diese Strahlenquelle auf den Enden wenigstens eines Antennenelementes angeordnet, insbesondere auf der Oberseite dieses Elementes. Die Alpha-und/oder Betastrahlenquellen sind Präparate, welche radioaktive Stoffe enthalten.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Zone starker und dauernder Ionisation der Luft zu erzeugen, die auf die Beseitigung elektrischer Ladungen hinwirkt ; dadurch ist es möglich, elektrische Ladungen jeder Art, in dem Masse, als sie sich der Antenne nähern, zu neutralisieren, d. h. dass sich diese bei Berührung mit den wirksamen Teilen der Antenne nicht mehr ent-
<Desc/Clms Page number 2>
laden und somit auch nicht mehr Störungen hervorrufen.
Ausserdem wird durch die Bildung eines ionisierten Kanals, der sich notwendigerweise in der Nachbarschaft von mit Erde in gut leitender Verbindung stehenden Vorrichtungen
EMI2.1
sphärischer elektrischer Ladungen zu diesem Kanal begünstigt, anderseits in einem die Antenne umgebenden Bereich eine Verminderung des elektrischen Potentials der Atmosphäre herbeigeführt, was geeignet ist, die Erregung örtlicher elektrischer Entladungen zwischen den Metallmassen zu unterdrücken.
Die Unterbringung radioaktiver Präparate auf Antennen wirft die Frage auf, ob dadurch nicht eine Gefährdung lebender Wesen, namentlich von Menschen und Tieren verbunden, sein kann :
Nach den Normen der Commission Internationale de Radiologie kann dem Menschen, ohne ihn zu gefährden, eine Strahlungsmenge von 5 Röntgenljahr zugeführ ; werden, d. s. 0, 59 Milli- röntgen/Stunde bei Dauerbestrahlung.
Die Maximalionisation, welche die vorliegende Vorrichtung erfordert, entspricht der Bildung von 2, 2x1012 Ionenpaareísec, die in der unter Atmosphärendruck stehenden Luft durch die 700 Mikrocurie betragende Strahlung eines Radiumelementes erzeugt wird.
In 1 m Entfernung von letzterem ist das Niveau der Gammastrahlung 0, 52 mr/h, und in 4 m (praktischer Fall der Strahlung am Fuss eines Mastes von 4 m Höhe) ist die Strahlung bereits so schwach, dass sie nicht mehr ohne weiteres messbar ist, indem sie sich mit der kosmischen Strahlung (etwa 0, 02 mr/h) vermengt. Daraus folgt, dass eine Gefährdung durch Strahlung nicht zu befürchten ist. Ferner haben Messungen ergeben, dass durch die erfindungsgemässe Vor- richtung auch nicht eine Verseuchung des Regenwassers, der Luft oder von in der Luft enthaltenem Staub zu befürchten ist.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst mindestens ein aktives Antennenelement und mindestens eine die Luft ionisierende Alphaund/oder Betastrahlenquelle. Vorteilhafterweise sind die Strahlenquellen auf Oberflächen verteilt, die unter Windeinfluss ein Aufsteigen ionisierter Luftmassen hervorrufen, und sie werden mittels einer geeigneten Erdleitung auf Erdpotential gehalten. Die Strahlenquellen sind, nach einem weiteren Erfindungsmerkmal, vorzugsweise mit einem Blitzableiter kombiniert, z. B. so, dass die Vorrichtung einen die aktiven Antennenelemente tragenden Mast und einen zweiten Mast aufweist, der einen ionisierend wirkenden Blitzableiter bildet, wobei diese Masten im Abstand voneinander angeordnet sind, so dass die wirksamen Teile der Antenne unter der Wirkung der Strahlung stehen.
Nach einer andern Ausführungsart der Erfindung sind die aktiven Teile der Antenne und der ionisierend wirkenden Blitzableiter auf einem und demselben Mast montiert.
Blitzableiter dieser Art vergrössern die Einschlaggefahr nicht. Eine der Bedingungen dafür,
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
auf der Rückseite des Reflektors 3 (Fig. 1), oder an den Enden dieser Elemente, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Nach einer andern Ausführungsform sind die Strahlungsquellen auf einem besonderen Träger, vorzugsweise auf einem Tragkörper 7, untergebracht, der Ablenkflächen, die unter der Wirkung des Windes eine aufsteigende Bewegung von ionisierter Luft herbeiführen, aufweist ; vgl. die Oberflächen 8 und 9 (Fig. 3) oder 11 (Fig. 4).
Ein so beschaffener Träger von passenden Abmessungen kann mit einem Blitzableiter kombiniert werden, um einen ionisierenden Blitzableiter zu erhalten, der einen Mast 10 (Fig. 4), Ablenkflächen 11 mit radioaktiven Präparaten 6 und eine Erdleitung 12 von bei Blitzschutzeinrichtungen gebräuchlichem Querschnitt umfasst. Der Mast 10 befindet sich in einem solchen Abstand von dem die Antennenelemte 2 und 3 tragenden Mast, dass sich die letzteren unter der vom Blitzableiter erzeugten Ionisationswirkung befinden. Dieser Mast 10 kann auf demselben Dach wie der Mast 1 oder auf einem andern Gebäude aufgestellt werden.
Vorteilhafterweise werden die Antennenelemente 2 und 3 auf einem Mast 1 befestigt, der mit dem Träger 7 und der Erdleitung 12 ein ionisierendes Gebilde ergibt (Fig. 5). Der Träger 7, auf welchem die Strahlungsquellen 6 untergebracht sind, kann oberhalb der Antennen- elemente (Fig. 5) oder unterhalb derselben angeordnet sein, wie dies die Fig. 6 darstellt. Der Träger 7 wird durch die Erdleitung 12 auf Erdpotential gehalten. '
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Verbesserung des Verhältnisses von Signal zu Störung an Antennen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine die Luft ionisierende Quelle von Alpha-und/oder Betastrahlen auf der Antenne selbst oder in deren unmittelbarer Nachbarschaft vorgesehen ist.