Antennenanlage. Bei Anlagen für drahtlose. Nachrichten übermittlung, deren Antenne, sich nicht unmittelbar beim Sender, bzw. Empfänger befindet, wird zur Übertragung der Hoch- frequenz-En,ergie vom Sender zur Antenne oder von der Antenne zum Empfänger eine Hochfrequenz-Leitung benützt.
In bekann ter Art wird, zwischen Antenne und- Hochfre- quenz-Leitung ein Kopplungsglied einge schaltet, das die, Aufgabe hat, die Antennen- impeda-nz bei der B#etriebsfrequenz an den Wellenwiderstand der Leitung anzupassen (Fig. <B>1: A</B> Antenne, B Kopplungsglied,<B>C</B> Ilochfrequenz-Leitung, <B>D</B> Sender oder Emp fänger). Unter diesen Bedingungen treten auf der HF-Leitung keine stehenden Wellen auf und die Energieüb#ertragung geschieht mit den kleinstmöglichen Energieverlusten.
Da sich bei Änderung der Betriebsfre quenz die Antennenimpedanz ändert-, so muss das Koppilungsglied bei Frequenzwechsel neu eingestellt werden, um die Anpassungsbedin gung für die neue Betriebsfrequenz zu erfül len. Bei Anlagen, deren Verkehrsfrequenz .häufig gewechselt wird, entstehen dadurch grossem Zeitverluste, und es besteht das Be dürfnis nach einem Antennensystem, bei dem die Kopplung zwischen HF-Leitung und An tenne bei Frequenzwechsel nicht nachge stimmt zu werden braucht, auch wenn die Arbeitsfrequenzen über ein weites Frequenz- .e <B>W</B> biet verteilt sind.
(Beispielsweise eine oder mehrere Okta-ven.) Mit audern Worten: Es muss ein solch-er -Wert für das Anpassungsverhältnis des Kopplungsgliedes zwischen HF-Leitung und Antenne gefunden werden, dass die Energie übertragung für alle Frequenzen im Arbeits bereich ungeführ gleich gut, ist.
Die Antennenaulage nach vorliegender Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass nur durch eine Anpassung der Wellenwider stände von Antenne, und HF-Leitung eine über einen weiten Frequenzbereich gleich mässige En-ergieübertragung von der HF-Lei- tung auf die, Antenne oder umgekehrt mög lich ist.
Die Wellenwiderstände von An tenne und HF-Leituilo, sind, im Gegensatz zur Antennenimpedanz, weitgehend frequenz- unabhängig, so dass das Anpassungsverhält nis in diesem Fal',e, wie gefordert, konstant sein kann.
So weist zum Beispiel eine Antenne, die aus einem senkrechten Draht besteht,<B>je</B> nacli dem Drahtdurchmesser, einen frequenzunab- hängigen Wellenwiderstand zwischen 200 und<B>600,</B> Ohm auf, während ihre Eingangs impedanz mit der Frequenz zwischen zirka 40 Ohm und einigen tausend Ohm variiert.
-Wird die Antenne über ein Hochfrequenz- kabel gespiesen, so muss das Kopplungsglied im Falle, der üblichen Impedanzanpassung derart abstimmbar eein, dass alle<B>je</B> nach Wahl der Arbeitsfrequenz auftretenden Zwi schenwerte von der kleinsten Antennenimpe danz, von etwa 40 Ohin bis zur grössten von beispielsweise 4000 Ohm, an den Wellen- widerstand des Kabels, der ineist <B>70</B> Ohm be trägt, angepasst werden können.
Im Falle, der Anpassung nach vorliegender Erfindung ist dagegen eine frequenzunabl-längige Anpas sung, von beispielsweise<B>70</B> Olim Kabel- Wellenwiderstand auf<B>500</B> Ohm Antennen- Wellenwiderstand, durchzuführen.
Wird durch das Kopplungsglied eine sol che wellenwiderstandsrichtige Anpassung vermittelt, dann sind Antenne und HF-Lei tung reflexionsfrei miteinander verbunden und wirken wie eine annähernd, homogene, durchgehende Leitung von der Spitze der Antenne, bis zum Kabeleingang am Sender, bzw. Empfänger. Das Verhältnis von ste henden zu fortschreitenden Wellen ist bei dieser Art der Anpassung auf der HF-Lei tung das gleiche wie, ;auf der Antenne, und die Energieleitung geschieht nicht mehr mit den kleinstmöglichen Verlusten.
Sie ist aber dafür im ganzen Frequenzbereiell, in dem die Anpassungsbedingung erfüllt ist, gleich mässig, ganz gleichgültig ob und wie viele hoch- und niederolimige Resonanzstellen der Antenne und der Leitung in den Übertra- gungsbereieli fallen. Dabei ist, wie Rech nung und Versuche zeigen, die sehr genaue Einhaltung der Anpassungsbeclingung nicht einmal erforderlich, vielmelir wird schon bei 9,ngenähssrt,er Anpassung im Wellenwider- standsverhältnis die gewünschte Wirkung erreicht.
Das Kopplungsglied soll über ein grosses Frequenzgebiet ein konstantes Anpassungs- verliältnis aufweisen. Diese Bedingung erfüllt ein streuungsfreier Übertrager mit hoher Querinduktivität ( idealer Übertrager Fig. 2), Wirkliche Hoehfrequenztrausformatoren haben immer eine gewisse Streuung und infolge der unvermeidlichen Windungskapa- zität treten Resonanzerscheinungen auf, -wo bei das Übersetztingsverhältnis sich stark ändern kann.
Infolge dieser Eigenschaften kann durch Transformatoren die Aupassungsbedingung nur in einem beschränkten Frequenzband erfüllt werden, das jedoch um so breiter wird, <B>je-,</B> geringer die Streuinduktivitat des vssrwen- deten Hoclifrequenzübertragers# ist. Es ist daher von Vorteil, Spartransformatoren zu verwenden, die mit besonders 'kleiner Streu- induktivität gebaut werden können (Fig. <B>3).</B>
In bekannterÄrt kann der Übertragungs- bereieli ein-es Kopplungstransformators auch dadurch -erweitert werden, dass seine Reso nanzfrequenzen an die untere, bzw. obere Bereichgrenze gelegt werden und so durch Resonanzanhebung den Übertragungsbereiell vergrössern.
Da die Eigenschaften der ange koppelten Antenne ebenfalls die Lage der Resonanzstellen beeinflussen, so ist es vor teilhaft<B>'</B> den Transformator mit Abstimm- elementen, zum einmaligen Abgleioli auszurü sten, wie das zum Beispiel in Fig. 4 ge- tn zeichnet ist.
Als, Hochfrequenzleitungen eignen sich sowolil konzentrische, Kabel als auch Paral- leldrahtleitungen.
Da die Übertragtingsverluste der HF-Le-i- tung kleiner -werden,<B>je</B> kleiner das Verhält nis der stehenden zu den fortschreitenden Wellen ist, so sind langdrähtige, stark strah lungsgedämpfte Antennen für diese Anten nenanlage besonders günstig, da. bei ihnen, und damit auch auf der HF-Leitung, die Welligkeit klein ist. Besonders geeignet sind auch die bekannten Antennen mit fort schreitenden Wellen , die an ihrem Ende oh- misch abgeschlossen sind und daher einen sehr geringen Anteil an stehenden Wellen aufweisen.
Eine nach vorliegender Beschreibung # -t .usgefülirte Antennenanlage gestattete z. B.
die lückenlose Übertragung des Frequenz bandes von<B>3</B> bis<B>25</B> MlIz.