CH239650A - Antenna structure for short waves. - Google Patents

Antenna structure for short waves.

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Publication number
CH239650A
CH239650A CH239650DA CH239650A CH 239650 A CH239650 A CH 239650A CH 239650D A CH239650D A CH 239650DA CH 239650 A CH239650 A CH 239650A
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CH
Switzerland
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antenna structure
transmission line
radiating
parts
radiating parts
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German (de)
Inventor
Gloeilampenfabrieken N Philips
Original Assignee
Philips Nv
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre

Landscapes

  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Description

  

  Antennengebilde für Kurzwellen.    Zum Übertragen oder Empfangen von       Kurzwellen    sind Antennengebilde bekannt,  die aus mehreren     hori,-oiital    aufgestellten  Strahlern bestehen, wobei     dieLänge        derStrah-          ler    der Hälfte der zu übertragenden Wellen  länge entspricht (Dipole) und die Strahler  zur Erhaltung eines gewünschten, bestimmten  Strahlungsdiagramms auf besondere Weise  aufeinander orientiert sind.  



  So ist zum Beispiel ein für Rundfunk  zwecke besonders geeignetes     Antennengebilde:     bekannt, das aus mehreren horizontalen, längs  eines gemeinsamen Unterstützungsmastes auf  gestellten Dipolen besteht, wobei     benachbarte     Dipole sich senkrecht kreuzen und mit 90        phasenverschobenen    Strömen gespeist werden.  Damit ein solches Antennengebilde die Ener  gie gleichförmig in allen horizontalen Rich  tungen ausstrahlen wird, muss die Grösse und       clie    Phase der in den verschiedenen Dipolen.  auftretenden Ströme sorgfältig. eingestellt  werden.

   Mit Rücksicht darauf ist es im all  gemeinen notwendig, mehrere Übertragungs  leitungen, gemeinsam mit Netzwerken zur         P'hasenkorrektion,    zum Speisen der strahlen  den Teile des Antennengebildes zu verwen  den. Ferner ist es zur Erhaltung einer guten       Anpassung    im allgemeinen notwendig,     impe-          danztransformierende    Netzwerke zwischen  den     Anschlussklemmen    der strahlenden Teile  und der Übertragungsleitung oder den Über  tragungsleitungen zu verwenden.  



  Die Erfindung betrifft ein Antennenge  bilde der obengenannten Art, bei dem die An  zahl der für eine     guteWirkung    erforderlichen  Sonderteile auf ein Minimum beschränkt ist.  



  Das erfindungsgemässe Antennengebilde  weist mehrere längs einer     Übertragungslei-          1;ung    aufgestellte strahlende Teile auf, deren       Anschlussklemmen    direkt mit Punkten der  Übertragungsleitung verbunden sind und bei  denen die Strahlungswiderstände der strah  lenden Teile so     verschieden    voneinander ge  wählt sind, dass     die    strahlenden Teile bei Er  regung des Antennengebildes wenigstens  nahezu gleich an der Energieübertragung  teilnehmen.

        Die erforderliche Grösse des Strahlungs  widerstandes eines strahlenden Teils kann auf  einfache Weise dadurch erhalten werden, dass  dieser Teil aus mehreren neben und parallel  zueinander aufgestellten, gleichphasig erreg  ten Strahlern zusammengesetzt     -wird,    deren  gegenseitiger Abstand klein in     bezug    auf die  zu übertragende Wellenlänge ist und deren  Länge der Hälfte der zu     übertragenden    Wel  lenlänge entspricht, wobei die Strahler an den  Enden miteinander     verbunden    sind und nur  einer der Strahler in der Mitte unterbrochen  ist und die dadurch     entstandenen    Enden die       Ansehlussklemmen    des strahlenden Teils  bilden.  



  An Hand der     Fig.    1, in der ein     Ausfüh-          rungsbeispiel    eines erfindungsgemässen An  tennengebildes dargestellt ist, und der     Fig.    2.        -elche    das Ersatzschema für das Gebilde  nach     Fig.    1 zeigt, wird die Erfindung nach  stehend näher erläutert.  



  Das in     F'ig.    1 dargestellte Antennengebilde  enthält vier strahlende Teile 10. 1.1, 12 und  13, die je eine einer halben     'Wellenlänge    ent  sprechende Länge     besitzen.    Diese strahlenden  Teile sind horizontal übereinander und sym  metrisch in     bezug    auf eine gemeinsame ver  tikale Achse 14 aufgestellt. Der Abstand       zwischen    je zwei benachbarten strahlenden  Teilen entspricht ungefähr einem     Viertel    der  zu übertragenden Wellenlänge.

   Gleichzeitig       kreuzen    sich benachbarte strahlende Teile       senkrecht,    so dass die Teile 10, 12 und die  Teile 11, 13 unterschiedlich in zwei sich in  der Achse 14 senkrecht schneidenden verti  kalen Ebenen gelegen sind.  



  Die strahlenden     Teile    10 bis 13 sind von  einer mit dein Namen "gefalteter Dipol" be  zeichneten Type. Der strahlende Teil 1.0 be  steht aus zwei     falb-,vellendipolen    15, 1.6,  deren gegenseitiger Abstand klein in bezug  auf die     verwendete    Wellenlänge ist, während  entsprechende Enden direkt miteinander ver  bunden sind. Der Dipol 15 ist in der Mitte  unterbrochen und mit. den Enden einer Über  tragungsleitung 17 verbunden. Der strahlende>  Teil 11 ist auf die gleiche Weise     wie    der    Teil 10 zusammengesetzt.

   Die strahlenden  Teile 12, 13     dagegen    sind je aus drei in un  mittelbarer Nähe     voneinander    aufgestellten       Halbwellendipolen    zusammengesetzt, von de  nen ausschliesslich der mittlere unterbrochen  ist und die so entstandenen Enden die direkt  mit der Übertragungsleitung verbundenen       Anschlusskleinmen    des strahlenden Teils  bilden.  



  Die elektrischen Eigenschaften des     gefal-          l:el:en    Dipols sind an sich bekannt und werden  im Nachstehenden mir insofern nötig genannt  werden. Es wird vorläufig nur daran erinnert,  dass die Strahlungseigenschaften eines     gefal-          lc@ten    Dipols     nahezu    völlig denjenigen eines  einzelnen     Halbwellendipols    entsprechen. Die  Stromverteilung ist, gleich wie bei dem     Halb-          zvellendipol,    nahezu     sinusförmig.     



  Die strahlenden Teile 10 bis 13 sind  direkt mit einer sich längs der Achse 14 er  streckenden, aus zwei parallelen Leitern be  stehenden     Übertragungsleitung    verbunden.  Diese     Übertragungsleitung    enthält drei Ab  sehnitte 17, 18 und 19, die je eine einen Vier  tel der zu     übertragenden    Wellenlänge ent  sprechende Länge     besitzen.    Das untere Ende  der     Übertragungsleitung,    das heisst das von       den        Anschlusskleinmen    des strahlenden Teils  18 nach     unten    sich erstreckende Endstück,

   ist  mit der schematisch dargestellten Sende- oder       Empfangsvorrichtung    20 mittels einer aus  zwei     konzentrischen    Leitern     bestehenden          11iertragungsleitung    21 verbunden. Natür  lich kann das Antennengebilde auch mittels       einer    ans zwei neben und parallel zueinander       @Iufgestellten        Leitern    bestehenden     tbertra-          gungsleitung    mit der Sende- oder     Empfangs-          vorrichtung    20 verbunden sein.  



  Es wird bemerkt, dass, wo im     Vorher-          :,rehenden    oder im     Nachstehenden    von der     zii          iibertragenden    oder der verwendeten Wellen  lunge die Rede ist, hiermit bei     Amplituden-          ntodulation    der zu übertragenden oder     zii     empfangenden     Schwingungen    natürlich die       Trägerwellenfrequenz    und bei Phasen- oder       Frequenzinodulation    die mittlere     Trägerwel-          lenfrequenz    gemeint wird.

        Beim Antennengebilde nach     F'ig.    1 müs  sen die strahlenden Teile 10, 12     bezw.    11, 13  gleichphasig erregt werden. Ferner müssen  die in den strahlenden Teilen 10, 12 fliessen  den Ströme um 90  phasenverschoben sein  gegen die in den Teilen 11, 13 fliessenden  Ströme. Längs der Übertragungsleitung  17-19 tritt eine mit der Länge zunehmende  Phasendrehung auf, welche für eine einem  Viertel der     VTellenlänge    entsprechende Länge  <B>909</B> beträgt. Die richtigen Phasenverhältnisse  der Antennenströme können daher auf ein  fache Weise durch Verbindung der strahlen  den Teile mit Punkten der Übertragungslei  tung, die um     1/.1    Wellenlänge verschieden  sind, erhalten werden.

   Dabei muss berück  sichtigt werden, dass die in einer gemeinsa  men vertikalen Fläche gelegenen strahlenden  Teile     gleichphasig    erregt werden müssen, so  dass die Übertragungsleitung jedesmal nach  einer Länge von     1/2    Wellenlänge eine Kreu  zung aufweisen muss. Eine besonders einfache  Weise zur Erhaltung dieser Kreuzung be  steht darin, die zwischen den äussersten strah  lenden Teilen liegenden Leiter der Übertra  gungsleitung gemäss einer Schraubenlinie und  mit einer solchen konstanten     .Steigung    zu bie  gen, dass eine halbe Windung gerade eine  einer halben Wellenlänge entsprechende  Länge besitzt.

   Hierdurch werden plötzliche  Kreuzungen der Leiter der Übertragungslei  tung vermieden und kann eine einfache kon  struktive Ausbildung der Isolatoren und der  übrigen erforderlichen Unterstützungsmittel  erhalten werden. Das Antennengebilde nach       Fig.    1 wird vorzugsweise von einem nicht  dargestellten einzelnen, zentralen Unterstüt  zungsmast, der gemäss der Achse 14 verläuft,  unterstützt.  



  Die zwischen den     Anschlussklemmen    eines  gewöhnlichen     Halbwellendipols    auftretende  Impedanz oder aber der Strahlungswiderstand  ist im allgemeinen zu niedrig für direkte An  passung an eine Übertragungsleitung. Wie  aber an sich     bekannt,    ist der gefaltete Dipol  nicht nur ein Strahler, sondern auch ein im  pedanztransformierender Teil. Der Strah  lungswiderstand eines einzelnen Halbwellen-         dipols,    das heisst der Quotient aus der totalen  übertragenen Energie und dem Quadrat des       iii    der Mitte auftretenden Stromes, beträgt  73 Ohm. Bei dem gefalteten Dipol dagegen  ist der .Strahlungswiderstand in erster Linie  von der verwendeten Anzahl Strahler und  von den Abmessungen dieser Strahler ab  hängig.

   Bei einem aus zwei Strahlern gleichen  Durchmessers bestehenden, gefalteten Dipol  ist der Strahlungswiderstand etwa viermal  grösser als der eines einzelnen Dipols, nämlich  etwa 29-2 Ohm. Der aus drei Strahlern zu  sammengesetzte, gefaltete Dipol weist ein       Transformierungsverhältnis    von etwa 9 :1  auf, wenn die Strahler gleichen Durchmesser  besitzen. Das     T'ransformationsverhältnis    des  gefalteten Dipols kann durch Verwendung  von Strahlern verschiedenen Durchmessers  wesentlich geändert werden. So bietet ein ge  falteter Dipol die Möglichkeit, einen grossen  Strahlungswiderstand zu erhalten, und zwar  einen Strahlungswiderstand solcher Grösse,  dass ein direkter Anschluss und eine Anpas  sung an eine Übertragungsleitung normaler  Abmessungen möglich ist.  



  Von dieser Möglichkeit ist beim vorlie  genden Antennengebilde Gebrauch gemacht.  Der Strahlungswiderstand der verwendeten  strahlenden Teile ist jedesmal, gegebenenfalls  im     Zusammenhang    mit vorhandenen Parallel  widerständen, derart gewählt, dass direkte  Anpassung an den Wellenwiderstand der       Übertragungsleitungsabschnitte    17-19 be  steht. Hierdurch wird erreicht, dass bei Er  regung des Antennengebildes die zu übertra  gende Energie gleich über alle strahlenden  Teile verteilt     wird.    Eine nähere Auseinander  setzung des Vorhergehenden wird jetzt im  Zusammenhang mit     Fig.    2 gegeben.  



  Da die strahlenden Teile 10-13 für ihre  Resonanzfrequenz eine hauptsächlich     Ohmsche     Impedanz aufweisen, kann das Antennenge  bilde nach     Fig.    1 durch das Ersatzschema  nach     Fig.    2 dargestellt werden, bei dem die  Widerstände 10-13 die strahlenden Teile  darstellen und Werte besitzen, welche den  zwischen den     Anschlussklemmen    der strahlen  den Teile auftretenden Impedanzen entspre-      eben.

   Die     Eingangsimpedanz    Z des ganzen       Antennengebildes    muss dabei     F4taen        solcho11     Wert besitzen, dass sie dein     @'i'elle@wi < lcr-          stand    des     konzentrischen    Kabels 21     ent-          spricht.        In        diesem        Falle         wird        di-        @\liettr@-          (rungsleitung    21 auf die richtige     @@'a#is,al,g,

  -          schlossen    sein.  



  Die Abschnitte 1.7, 1.8 und 19 der     @filict-          tragungsleitung,    welche     elie        stz-ahla,nda#i,    Teile  des     Antennengebildes    miteinander     verhiizdc,

  li.     können als     Impedanztransforniatoren          i=raehtet        -werden.    Für einen     >\fibertra@@un < @s@@@-          tuii-.a.Iischnitt    mit einer     Lünge    von     i        WCl-          lenIänge    gilt folgende     Beziehung     
EMI0004.0035     
    wo     Zdie        @inga.n        gsimpedanz.    Z" den     M'e'l-          len-#viderstand        desbertra@un,gs@@@tuzarysal,

  -          selinittesund    Z, den am Ende des     .lbsehnitt,s     angebrachten Widerstand darstellt.     Wenn     letztere Impedanz     ohmisch    ist, wird auch     eIie#          Impedanz    Z,     ohmiscll        sein,    da Z"     elaenfalts          ohmisch    ist.  



  Bei dem vorstehend     beschriebenen    Bei  spiel ist     cler        Lei-tutig;al>selinitt        nicht-    mit sei  nem     Wellenwiderstand        abgeschlossen.    Die:.

         bann    jedoch auch noch gemacht     -werden,    so       elass    dann jeder     Üfibertragun@.sabschnitt        mii     für die     z11        übertra-,ende        Wellenlänge    mit  einem seinem     Wellenwiderstand        entsprechen-          den        Widerstand    abgeschlossen ist.  



  Mittels der     obeno-enannten        ssezi,,bwe@.;          kann    eine richtige     Anpassung        zwischen        s.iiiit-          liehen    Teilen des Antennengebildes bestimmt       ,-erden.        Bei    einer     praktischen        @usfiihrun;;.@-          forrn    des     Antenneiwebildes    nach     Fi-.    1     b < i-          ben    sich     folo;

  ende        Werte    als     günstig        er@.;rlaell.     Durch     geei--nete        Ausbildung    der     strahlend.'n     Teile 10 und 11 betrug die     Eingan:

  ,sinili,-          danz    derselben bei Resonanz etwa 300     Olini.     Die strahlenden Teile 12, 13 wurden     derart     ausgebildet,     dass    sie für die,     verwendete        Wel-          lenläng*e    einen Widerstand von<B>600</B>     Ohin        bil-          rieten.    Weiterhin musste die     Eingan.Pimpe-          danz    des ganzen Antennengebildes an den       Wellenwiderstand    des     koaehsialen    Kabels 21       i-on    150 Ohm  <RTI  

   ID="0004.0109">   a.ngepasst    sein. Ans einer     Be    -         rrcbnung        ergibt        sich,    dass die     richtigen        Werte          cle,r        Wellenwiderstände    der Abschnitte 17, 18       1,11d    19     bez-,v.    etwa<B>3</B>00, 212 und 200     011111          l,et1. < zgen.     



  In     diesem    Falle     besteht    eine richtige     An-          lrzssu@g        zwischen    sämtlichen Teilen des An  Ans der oben     angegebenen          Teeziehung    und den oben     angegebenen        Wer-          t,        n        ergibt    sich, dass die Impedanz des     A1a-          ;

  cltnittca    17, von den     Anschlussklemmen    der       A.1ztezine    11. aus     gesehen,    300 Ohm     beträgt.     Daher ist der     Abschnitt    18 von einem     Wider-          stand        voti        150    Ohm     abgeschlossen,    der durch       1'arallelsehaltung    der     Eingangsimpedanz    des       Abschnittes    17 (300 Ohm) und der     Ein-          des    strahlenden Teils 11       (-leichfalls    300 Ohm)

   entsteht. Auf gleiche  Weise     kann        bestimmt        werden,        dass    die den     Ab-          scbnitt    19     abschliessende    Impedanz 200     Ohnz     beträgt,     während    die     zwiseben    den mit der       L\liertragungsleitung    verbundenen     Ansehluss-          klemmen    des strahlenden Teils 13     auftretende          Inzlzed,tzzz    150     Ohni        beträgt,

      was     eine>    richtige       .Anpassung    a11 das     koaelisiale    Kabel 21 ergibt.  



       _\'ie    bereits     ini    Vorhergehenden     Bemerkt;     wurde.     -werden    sämtliche strahlenden Teiles       U,i    richtiger     :Anpassung    gleich an der Euer  teilnehmen,     und    es     werden          ;

  ziisserdein        bei    der     dargestellten        Vorrichtung     die     Phasenverhältnisse    der Ströme in     dezi     strahlenden Teilen von selbst die richtigen       s,-in.        was    auf diese     Weise    ohne die     Anwen-          ,leiti",r        besonderer        Netzwerke        erreicht        -wurde.     



  Es ist     nachweisbar,    dass hei denn darge  stellten     Antennensvstenz    die     Energie        baulzt-          s,icblicb    in     liorizotitalcr        Ricbtung        übertragen          wird,        -wobei    das     Strablungsdiagramm    in     einet-          hr@rizontalen        Fläche        nahezu    kreisförmig ist.

    Ein     solclzes        Strahlungsdiagramm    ist     beson-          de,rs        für        @undfunkzi@ecke        erwünscht.     



  Es ist einleuchtend, dass das     Straltlungs-          d1abra-iiiin        i111        allgemeinen    nicht symmetrisch  ist,     -wenn    eine     ungerade    Anzahl     strahlender          ls@ile        verivelidet        -wird,    jedoch symmetrisch,       v-cnn    die Anzahl     strablender    Teile gerade ist       mad    ausserdem eine     richtige    Anpassung     zwi-          sc,lic,

  n    den verschiedenen Teilen des     Ante.n-          w@ngebildes    besteht.      Obwohl das erfindungsgemässe Antennen  gebilde sich besonders zur Verwendung für  Sendezwecke eignet, ist es naturgemäss auch  für Empfangszwecke verwendbar. Mit Rück  sicht darauf wird in Erinnerung gebracht,  dass das Strahlungsdiagramm, die Stromver  teilung und andere elektrische Eigenschaften  eines Antennengebildes die gleichen sind, un  abhängig von der Tatsache, ob dem Anten  nengebilde Energie entnommen oder zuge  führt wird.



  Antenna structure for short waves. Antenna structures are known for transmitting or receiving shortwaves, which consist of several horizontally, horizontally positioned radiators, the length of the radiators corresponding to half the wavelength to be transmitted (dipoles) and the radiators in a special way to maintain a desired, specific radiation pattern are oriented towards each other.



  For example, an antenna structure which is particularly suitable for broadcasting purposes is known, which consists of several horizontal dipoles set up along a common support mast, neighboring dipoles crossing each other perpendicularly and being fed with 90 phase-shifted currents. In order for such an antenna structure to radiate energy uniformly in all horizontal directions, the size and phase of the in the various dipoles must be determined. occurring currents carefully. can be set.

   With this in mind, it is generally necessary to use several transmission lines, together with networks for phase correction, to feed the radiating parts of the antenna structure. Furthermore, in order to maintain a good match, it is generally necessary to use impedance-transforming networks between the connection terminals of the radiating parts and the transmission line or lines.



  The invention relates to an antenna structure of the type mentioned above, in which the number of special parts required for a good effect is limited to a minimum.



  The antenna structure according to the invention has several radiating parts set up along a transmission line, the connection terminals of which are directly connected to points on the transmission line and in which the radiation resistances of the radiating parts are chosen so different from one another that the radiating parts when the Antenna formation at least almost equally participate in the energy transfer.

        The required size of the radiation resistance of a radiating part can be obtained in a simple manner that this part is composed of several next to and parallel to each other, in-phase excited emitters, whose mutual distance is small in relation to the wavelength to be transmitted and whose Length corresponds to half of the wavelength to be transmitted, the radiators being connected to one another at the ends and only one of the radiators being interrupted in the middle and the resulting ends forming the connection terminals of the radiating part.



  1, in which an exemplary embodiment of an antenna structure according to the invention is shown, and FIG. 2 which shows the substitute scheme for the structure according to FIG. 1, the invention is explained in more detail below.



  That in Fig. 1 antenna structure shown contains four radiating parts 10. 1.1, 12 and 13, each having a half 'wavelength ent speaking length. These radiating parts are placed horizontally one above the other and symmetrically with respect to a common vertical axis 14 ver. The distance between each two adjacent radiating parts corresponds to approximately a quarter of the wavelength to be transmitted.

   At the same time, adjacent radiating parts cross each other perpendicularly, so that the parts 10, 12 and the parts 11, 13 are located differently in two vertical planes intersecting perpendicularly in the axis 14.



  The radiating parts 10 to 13 are of a type labeled with your name "folded dipole". The radiating part 1.0 be consists of two fallow, vellendipoles 15, 1.6, the mutual distance of which is small with respect to the wavelength used, while corresponding ends are directly connected to each other. The dipole 15 is interrupted in the middle and with. the ends of a transmission line 17 connected. The radiating> part 11 is assembled in the same way as the part 10.

   The radiating parts 12, 13, on the other hand, are each composed of three half-wave dipoles set up in direct proximity to one another, of which only the middle one is interrupted and the ends thus created form the connecting small parts of the radiating part connected directly to the transmission line.



  The electrical properties of the fallen dipole are known per se and will be mentioned to me in what follows. For the time being it will only be remembered that the radiation properties of a fallen dipole correspond almost completely to those of a single half-wave dipole. The current distribution is almost sinusoidal, as with the half-cell dipole.



  The radiating parts 10 to 13 are directly connected to a along the axis 14 he stretching, consisting of two parallel conductors be standing transmission line. This transmission line contains three from sehnitte 17, 18 and 19, each having a length corresponding to a quarter of the wavelength to be transmitted. The lower end of the transmission line, that is to say the end piece extending downward from the connecting small parts of the radiating part 18,

   is connected to the schematically illustrated transmitting or receiving device 20 by means of a transmission line 21 consisting of two concentric conductors. Of course, the antenna structure can also be connected to the transmitting or receiving device 20 by means of a transmission line existing on two conductors placed next to and parallel to one another.



  It should be noted that, where in the foregoing, reheating or in the following the term used, the carrier wave frequency is used for amplitude modulation of the vibrations to be transmitted or received, and for phase or frequency modulation the mean carrier wave frequency is meant.

        In the antenna structure according to Fig. 1 must sen the radiating parts 10, 12 respectively. 11, 13 are excited in phase. Furthermore, the currents flowing in the radiating parts 10, 12 must be phase-shifted by 90 with respect to the currents flowing in the parts 11, 13. A phase rotation which increases with the length occurs along the transmission line 17-19, which is <B> 909 </B> for a length corresponding to a quarter of the V wavelength. The correct phase relationships of the antenna currents can therefore be obtained in a simple manner by connecting the radiating parts with points of the transmission line which are different by 1 / .1 wavelength.

   It must be taken into account that the radiating parts located in a common vertical surface must be excited in phase, so that the transmission line must cross each time after a length of 1/2 wavelength. A particularly simple way of maintaining this intersection is to bend the conductors of the transmission line between the outermost radiating parts according to a helical line and with such a constant slope that a half turn has a length corresponding to half a wavelength .

   This avoids sudden crossings of the conductors of the transmission line and a simple construction of the insulators and the other necessary support means can be obtained. The antenna structure according to FIG. 1 is preferably supported by a single, central support mast, not shown, which runs along the axis 14.



  The impedance occurring between the connection terminals of a normal half-wave dipole or the radiation resistance is generally too low for direct adaptation to a transmission line. However, as is known per se, the folded dipole is not only a radiator, but also a part that transforms the pedal. The radiation resistance of a single half-wave dipole, that is, the quotient of the total transmitted energy and the square of the current occurring in the middle, is 73 ohms. In the case of the folded dipole, on the other hand, the radiation resistance is primarily a function of the number of radiators used and of the dimensions of these radiators.

   In the case of a folded dipole consisting of two radiators of the same diameter, the radiation resistance is about four times greater than that of a single dipole, namely about 29-2 ohms. The folded dipole, which is composed of three radiators, has a transformation ratio of about 9: 1 if the radiators have the same diameter. The transformation ratio of the folded dipole can be changed significantly by using radiators of different diameters. A folded dipole, for example, offers the possibility of obtaining a large radiation resistance, namely a radiation resistance of such a size that a direct connection and adaptation to a transmission line of normal dimensions is possible.



  Use is made of this option in the case of the present antenna structure. The radiation resistance of the radiating parts used is selected each time, possibly in connection with existing parallel resistors, in such a way that there is direct adaptation to the wave resistance of the transmission line sections 17-19. This ensures that when the antenna structure is excited, the energy to be transmitted is evenly distributed over all radiating parts. A closer analysis of the foregoing will now be given in connection with FIG.



  Since the radiating parts 10-13 have a mainly ohmic impedance for their resonance frequency, the antenna structure according to FIG. 1 can be represented by the substitute scheme according to FIG. 2, in which the resistors 10-13 represent the radiating parts and have values which the impedances occurring between the connection terminals of the radiating parts correspond.

   The input impedance Z of the entire antenna structure must have a value of F4taen solcho11 that it corresponds to the @ 'i'elle @ wi <lcr- stand of the concentric cable 21. In this case di- @ \ liettr @ - (rungsleitung 21 to the correct @@ 'a # is, al, g,

  - be closed.



  Sections 1.7, 1.8 and 19 of the @ filict-carrying line, which elie stz-ahla, nda # i, parts of the antenna structure, connect with one another,

  left can be used as impedance transformers i = raehtet. For a> \ fibertra @@ un <@s @@@ - tuii-.a.Iischnitt with a length of i WCll-len length the following relation applies
EMI0004.0035
    where Zdie @ inga.n gimppedanz. Z "den M'e'l- # resistance desbertra @ un, gs @@@ tuzarysal,

  - selinittes and Z, which represents the resistance applied at the end of the cut. If the latter impedance is ohmic, then the impedance Z i will also be ohmic, since Z "is electrically ohmic.



  In the example described above, the conductance is not terminated with its wave resistance. The:.

         However, it can also still be made, so that each transmission section mii for the wavelength transmitted is terminated with a resistance corresponding to its characteristic impedance.



  By means of the above-mentioned ssezi ,, bwe @ .; a correct adaptation between s.iiiit- borrowed parts of the antenna structure can be determined and grounded. In a practical @usfiihrun ;;. @ - form of the antennae image according to Fig. 1 b <i- ben folo;

  end values as cheap he @ .; rlaell. Through the appropriate formation of the radiant parts 10 and 11, the inputs were:

  , sinili, --dance of the same at resonance about 300 olini. The radiating parts 12, 13 were designed in such a way that they had a resistance of <B> 600 </B> Ohin for the wavelength used. Furthermore, the input impedance of the entire antenna structure had to be equal to the wave impedance of the coaxial cable 21 i-on 150 Ohm <RTI

   ID = "0004.0109"> a.be adapted. An evaluation shows that the correct values cle, r wave resistances of sections 17, 18 1,11d 19, v. about <B> 3 </B> 00, 212 and 200 011111 l, et1. <pull.



  In this case, there is a correct connection between all parts of the An Ans of the above-mentioned tea drawing and the above-mentioned value, n it results that the impedance of A1a-;

  cltnittca 17, seen from the connection terminals of the A.1ztezine 11., is 300 ohms. Therefore, the section 18 is terminated by a resistor of 150 ohms, which by keeping the input impedance of the section 17 (300 ohms) and the input of the radiating part 11 (also 300 ohms) in parallel

   arises. In the same way it can be determined that the impedance terminating the section 19 is 200 ohms, while the incidence occurring between the connection terminals of the radiating part 13 connected to the soldering line is 150 ohms,

      what a> correct .Adaptation a11 the koaelisiale cable 21 results.



       _ \ 'as noted in the preceding; has been. -All the radiating parts of U, i will be more correct: adaptation will take part in yours, and it will;

  ziisserdein in the device shown, the phase relationships of the currents in deci-radiating parts by themselves the correct s, -in. what was achieved in this way without the application of the special networks.



  It can be proven that the antenna structure shown here builds the energy, it is transmitted in a horizontal direction, the radiation diagram being almost circular in an eternal area.

    Such a radiation diagram is particularly desirable for @ and functi @ corner.



  It is evident that the structure d1abra-iiiin i111 is generally not symmetrical, -if an odd number of radiant ls @ ile is verivelidet -but symmetrical, v-cnn the number of strablender parts is even mad besides a correct adjustment between sc , lic,

  n the different parts of the Ante.n- w @ ngebild. Although the antenna structure according to the invention is particularly suitable for use for transmission purposes, it can of course also be used for reception purposes. With this in mind, it is recalled that the radiation diagram, the power distribution and other electrical properties of an antenna structure are the same, regardless of whether energy is extracted from or supplied to the antenna structure.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Kurzwellen-Antennengebilde, dadurch ge kennzeichnet, dass dasselbe mehrere längs einer gemeinsamen Übertragungsleitung auf gestellte strahlende Teile aufweist, von denen die Anschlussklemmen direkt mit Punkten der Übertragungsleitung verbunden sind, wo bei die Strahlungswiderstände der strahlen den Teile voneinander derart verschieden ge wählt sind, dass die strahlenden Teile bei Er regung des Antennengebildes wenigstens nahezu gleich an der Energieübertragung teilnehmen. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Shortwave antenna structure, characterized in that the same has several radiating parts set up along a common transmission line, of which the connecting terminals are connected directly to points on the transmission line, where the radiation resistances of the radiating parts are chosen so different from each other, that the radiating parts take part in the energy transfer at least almost equally when the antenna structure is excited. SUBCLAIMS: 1. Antennengebilde nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der strahlenden Teile aus mehreren neben und parallel zu einander aufgestellten, gleich- phasig erregten Strahlern besteht, deren gegenseitiger Abstand klein in bezug auf die zu übertragende Wellenlänge ist und deren Länge der Hälfte der zu übertragenden Wel lenlänge entspricht, wobei die Strahler an den Enden miteinander verbunden sind und nur einer derselben in der Mitte unterbrochen ist und die dadurch entstandenen Enden die Anschlussklemmen des strahlenden Teils bil den, derart, dass der Strahlungswiderstand des strahlenden Teils wesentlich grösser als der eines jeden einzelnen :Strahlers ist. 2. Antenna structure according to patent claim, characterized in that at least one of the radiating parts consists of a plurality of radiators excited in phase next to and parallel to one another, the mutual distance of which is small in relation to the wavelength to be transmitted and the length of which is half the wavelength to be transmitted len length, with the ends of the radiators being connected to one another and only one of them being interrupted in the middle and the resulting ends forming the connection terminals of the radiating part in such a way that the radiation resistance of the radiating part is significantly greater than that of each individual: Emitter is. 2. Antennengebilde nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die dem mit der Sende- oder Empfangsvorrichtung verbundenen Ende der Übertragungsleitung am nächsten aufgestell ten strahlenden Teile einen grösseren Strah lungswiderstand als die übrigen strahlenden Teile besitzen. Antenna structure according to claim and dependent claim 1, characterized in that the radiating parts that are closest to the end of the transmission line connected to the transmitting or receiving device have a greater radiative resistance than the other radiating parts. 3,. Antennengebilde nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, bei dem der gegenseitige Abstand der senkrecht zu der Übertragungsleitung stehenden strahlen den Teile einem Viertel der zu übertragenden Wellenlänge entspricht und benachbarte strahlende Teile sich senkrecht kreuzen und mit einer Phasenverschiebung von 90 erregt werden, dadurch gekennzeichnet, dass von den zwischen je zwei strahlenden Teilen befind lichen Übertragungsleitungsabschnitten die dem mit der Sende- oder- Empfangsvorrich tung verbundenen Ende am nächsten liegen den Abschnitte einen kleineren Wellenwider stand als die übrigen Abschnitte besitzen. 3 ,. Antenna structure according to claim and dependent claims 1 and 2, in which the mutual spacing of the rays perpendicular to the transmission line corresponds to the parts of a quarter of the wavelength to be transmitted and adjacent radiating parts cross each other vertically and are excited with a phase shift of 90, characterized in that, that of the transmission line sections located between each two radiating parts, the end closest to the end connected to the transmitting or receiving device, the sections have a smaller wave resistance than the other sections. 4. Antennengebilde nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass ein jeder Übertragungsab- schnitt für die zu übertragende Wellenlänge von einem seinem Wellenwiderstand entspre chenden Widerstand abgeschlossen ist. 5. Antennengebilde nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch c,gekennzeichnet, dass die zwischen dem ersten und letzten strahlenden Teil liegenden Leiter der Übertragungsleitung schraubenlinienför mig gebogen sind. 4. Antenna structure according to claim and the dependent claims 1 to 3, characterized in that each transmission section for the wavelength to be transmitted is terminated by a resistance corresponding to its characteristic impedance. 5. Antenna structure according to claim and the dependent claims 1 to 4, characterized in that the conductors of the transmission line lying between the first and last radiating part are bent helically.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1025947B (en) * 1953-02-04 1958-03-13 I Outil R B V Et De La Radio I Antenna consisting of several radiator groups with omnidirectional diagram in a plane parallel to the electrical field directions

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1025947B (en) * 1953-02-04 1958-03-13 I Outil R B V Et De La Radio I Antenna consisting of several radiator groups with omnidirectional diagram in a plane parallel to the electrical field directions

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