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Sperrglied in Gestalt eines Koaxialleitungsstückes
Die Erfindung bezieht sich. auf ein Sperrglied in Gestalt eines einseitig offenen, an der andern Seite kurzgeschlossenen, bezogen auf eine mittlere Arbeitswellenlänge elektrisch ungefähr À/4 langen Koaxialleitungsstückes. Derartige Sperrglieder werden wegen ihrer topfähnlichen Bauform auch als Sperrtöpfe bezeichnet.
Für ein Sperrglied ist es im allgemeinen nicht erforderlich, seinen Wellenwiderstand in einem bestimmten Verhältnis zum Wellenwiderstand des an der Sperrstelle angeschlossenen oder abgezweigten Leitungssystems zu wählen, wie etwa zur Herstellung einer Widerstandsanpassung bei mit fortschreitenden Wellen betriebenen Leitungsteilen. Der Wellenwiderstand des Sperrgliedes kann daher mit einer gewissen Freiheit zur Erzielung optimaler Wirkungen in anderer Hinsicht festgesetzt werden. Es ist bekannt, dass die Frequenzabhängigkeit der Sperrwirkung bei höheren Wellenwiderständen des Sperrgliedes geringer wird. Daher ist es für die Erzielung einer grossen Bandbreite der Sperrwirkung vorteilhaft, hohe Wellenwiderstände zu verwenden, die sich beispielsweise durch Aufteilen des Aussenleiter in eine Anzahl von Einzelleitern ergeben.
Bei einem bekannten, mit einer Vertikalantenne zusammenarbeitenden Sperrglied war beispielsweise der Mantel des Sperrgliedes durch kreisgruppenartig in bezug auf die Antenne angeordnete Einzelstrahler ersetzt (s. deutsche Auslegeschrift Nr. 1055 064). Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einem Sperrglied mit in Einzelleiter aufgeteiltem Aussenleiter diesen Einzelleitern einen zum kurzgeschlossenen Ende des Sperrtopfes hin-vorzugsweise in Absätzen-zunehmenden Querschnitt zu geben.
Diese Ausbildung der Einzelleiter verbessert nicht nur die mechanischen, sondern auch die elektrischen Eigenschaften des Sperrgliedes. Es wird nämlich eine grössere Frequenzbandbreite des Sperrbereiches erzielt.
Bei der Verwendung von Sperrglieder mit in Einzelleiter aufgeteiltem Aussenleiter ergaben sich Schwierigkeiten, welche durch die mechanischen Eigenschaften bedingt waren. Bei starkem Wind zeigte sich eine Neigung der Einzelleiter zu mechanischen Schwingungen, deren Amplitude so gross werden konnte, dass die Leiter gegeneinander oder gegen den Innenleiter schlugen. In Verbindung mit einer Fahrzeugantenne störte das häufige Hängenbleiben an Baumasten und das Verbiegen von Einzelleitern beim Streifen von Hindernissen, welches auch durch einen zur Bewehrung und Versteifung an den freien Leiterenden vorgesehenen Isolierring nicht völlig vermieden werden konnte. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Mängel zu beseitigen und die Gebrauchseigenschaften eines derartigen Sperrgliedes zu verbessern, ohne seine elektrische Güte zu verringern.
Die Erfindung geht von einem Sperrglied der beschriebenen bekannten Art aus, welches die Gestalt eines einseitig offenen, an der andern Seite kurzgeschlossenen, bezogen auf eine mittlere ArbeitsweUenlänge elektrisch ungefähr At4 langen Koaxialleitungsstückes bzw. Sperrtopfes besitzt. Sein Aussenleiter soll voraussetzungsgemäss in eine Mehrzahl von Einzelleitern mit Zwischenräumen aufgeteilt sein. Erfindungsgemäss sind die Einzelleiter etwa in der Mitte zwischen ihren mit dem Innenleiter verbundenen und ihren freien Enden ungefähr haarnadelförmig und derartig umgebogen, dass ihre freien Enden in dem Raum zwischen ihren äusseren Teilen und dem Innenleiter liegen.
Die damit angegebene Konstruktion eines Sperrgliedes weist zunächst den Vorteil auf, dass seine räumlichen Ausmasse gegenüber der elektrischen Länge vermindert sind. Besonders erweist es sich aber als Vorteil, dass infolge der haarnadelförmigen Zusammenbiegung der Einzelleiter am un-
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teren Ende des Sperrgliedes nicht mehr die freien Enden der Einzelleiter wie Spiesse sich mit Hindernissen verfangen können, sondern dass an dieser Stelle die Rundung der Haarnadelform viel weniger zu einer solchen unerwünschten Fangwirkung führt. Beim Anstreifen eines Einzelleiters gegen ein Hindernis wird ausserdem durch die Federwirkung des innen liegenden Teiles der haarnadelförmig zusammengebogenen Länge, welche sich momentan gegen den Innenleiter abstützt, ein Verbiegen eines Einzelleiters vermieden.
Ausserdem eröffnet die angegebene Konstruktion die Möglichkeit zu einer weiteren Verbesserung ihrer mechanischen Stabilität ohne grösseren Aufwand. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelleiter in der Nähe der Biegungsstelle durch einen ersten, vorzugsweise ringförmigen und aus Isolerstoff bestehenden, Halterungskörper mechanisch gegeneinander abgestützt. Eine weitere Abstützung kann in der Nähe der freien Enden der Einzelleiter vorgesehen sein und durch einen zweiten, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen und aus Isolierstoff bestehenden, Halterungskörper gebildet werden. Dieser Halterungskörper soll vorzugsweise nicht nur die freien Enden der Einzelleiter gegeneinander, sondern diese auch gegenüber dem Innenleiter abstützen.
Es ergibt sich auf diese Weise eine sowohl elastische als auch überaus formbeständige Konstruktion, welche nicht mehr die Neigung besitzt, sich mit Hindernissen zu verfangen. Ferner ist ein Aneinanderschlagen der Einzelleiter bei Windbeanspruchung oder bei Erschütterungen im Fahrbetrieb nicht mehr möglich. Versuche haben ergeben, dass die Bandbreite der Sperrwirkung durch die angegebene Konstruktion keineswegs gegenüber den besten vorbekannten Ausführungsfor- men verschlechtert, sondern eher noch verbessert worden ist. Diese Wirkung kann durch die nicht völlig homogene Verteilung der Kapazität und Induktivität der Einzelleiter erklärt werden, bei denen eine etwas grössere Induktivität in der Umgebung der Biegungsstelle und eine etwas grössere Kapazität nahe den Enden vorhanden sind.
Versuche haben ergeben, dass sich eine Verbesserung der Sperrwirkung erzielen lässt, wenn die zwischen den Biegungsstellen und den freien Enden liegenden Teile der Einzelleiter wenigstens annähernd auf einer den Innenleiter koaxial umgebenden Konusfläche liegen, deren Durchmesser in Richtung von den Biegungsstellen zu den freien Enden hin abnimmt. Diese Wirkung kann durch eine Verlegung der wirksamen Kapazität zwischen den innen liegenden Teilen der Einzelleiter von der Biegungsstelle in die Nähe der freien Enden erklärt werden.
Es sei nun eine bevorzugte Ausführungsform eines Sperrgliedes nach der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In Fig. l ist im oberen Teil eine Ansicht des Sperrgliedes von unten und im unteren Teil ein Schnitt längs der Linie A-B dargestellt, so dass die dem Beschauer zugewendeten, den Einblick störenden Einzelleiter in dieser Darstellung wegfallen. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen der Einzelleiter in einem grösseren Massstab.
Mit 1 ist der vertikale Mast einer Antennenanordnung bezeichnet, welche als Strahler den vertikalen, verhältnismässig dünnen Stab 3 aufweist. Derartige Strahler werden vorzugsweise für Gegensprechantennen, beispielsweise im Fahrzeugfunk, verwendet, wobei ihre Anpassung für die beiden Betriebsfrequenzen durch besondere Ausbildung der in dem Behälter 4 untergebrachten Anpassungsschaltung optimal gemacht ist. Die Lage der beiden Frequenzen optimaler Anpassung erfordert eine entsprechend breite Sperrwirkung der verwendeten Sperrtopfanordnung. Das Sperrglied wird durch die Kurzschlussplatte 6, welche mit dem Mast und Innenleiter 1 leitend in Verbindung0 steht, und die an ihrem Rand angesetzten Einzelleiter 7, deren elektrische Länge ungefähr ein Viertel der mittleren Arbeitswellenlänge beträgt, zusammen mit dem Innenleiter 1 gebildet.
In dem dargestellten Beispiel sind acht Einzelleiter vorgesehen, deren äussere Teile auf den Kanten eines den Innenleiter 1 koaxial umgebenden, über einem regelmässigen Vieleck aufgebauten Prismas liegen. Auf der Kurzschlussplatte 6 befindet sich eine Haube 2, welche den die Anpassungs- und Ankopplungsmittel enthaltenden Behälter 4 umgibt. Von diesem Behälter führt die koaxiale Hochfrequenzleitung 5 Im Inneren oder auch ausserhalb des Mastes 1 zu dem mit der Antenne zu verbindenden Funkgerät. Der Mast 1 kann entweder als Rohrmast von unveränderlicher Länge oder als ausfahrbarer Teleskopmast ausgebildet sein, wobei in jedem Falle sein oberes Ende den Innenleiter der Sperrtopfanordnung bildet.
Man erkennt aus der Zeichnung, dass die Einzelleiter 7 ungefähr in ihrer Mitte nach innen und oben derartig umgebogen sind, dass ihre freien Enden in dem Raum zwischen den äusseren Teilen dieser Einzelleiter und dem Innenleiter liegen. Ia der Nähe ihrer Biegungsstelle sind die Einzelleiter durch Bohrungen in dem ringförmigen Isolierkörper 8 hindurchgesteckt, so dass dieser Isolierkörper die einzelnen Leiter gegeneinander abstützt. In ähnlicher Weise sind auch die freien Enden der Einzelleiter 7 gegeneinander durch den ringförmigen Isolierkörper 9 abgestützt. Dieser ist auf den Innenleiter 1 aufgesetzt, so dass sich an dieser Stelle gleichzeitig eine Abstützung gegen den Innenleiter ergibt. Das Sperrglied
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kennt, dass der Leiter 7 von einer Isolierschicht 10 umgeben ist.
Diese kann vorzugsweise aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff bestehen.
PATENTANSPRÜCHE :
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Arbeitswellenlängedessen Aussenleiter in eine Mehrzahl von Einzelleitern mit Zwischenräumen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter (7) etwa in der Mitte zwischen ihren mit dem Innenleiter verbundenen und ihren freien Enden ungefähr haarnadelförmig und derartig umgebogen sind, dass ihre freien Enden in dem Raum zwischen ihren äusseren Teilen und dem Inneleiter (1) liegen.