CH269434A - Loop antenna. - Google Patents

Loop antenna.

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CH269434A
CH269434A CH269434DA CH269434A CH 269434 A CH269434 A CH 269434A CH 269434D A CH269434D A CH 269434DA CH 269434 A CH269434 A CH 269434A
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CH
Switzerland
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core
loop antenna
hollow
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German (de)
Inventor
Ag Standard Telephon Und Radio
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Standard Telephon & Radio Ag
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Publication of CH269434A publication Critical patent/CH269434A/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

  

  Rahmenantenne.         lin    Hauptpatent ist eine     Rahinenantenne     für<B>den</B> oder die     Aussen(lung        elek-          tromaglietisellei-    Wellen patentiert, die durch  einen Kern     gekennzeieh-          net    ist.  



       1)ie        vorlie-ende        'l#,i-finci-Liiig    betrifft eine       Weiterbilclung    dieser     Rahmenantenne.     



  <B>Es</B> hat sieh gezeigt,     dass    sieb die     Rielit-          wirkun-    verbessern     lässt,    wenn der Kern im  Verhältnis     zur    Breite der     Ralimenwiekluii-(##     lang ist. Ein     lang-er    Kern dieser Art in einer       Ralinienspule    von z. B.<B>15</B> oder 20 ein     Dureli-          messer    stellt, Jedoch ein beträchtliches     zu-sOtz-          Helles    Gewicht dar, das     naehteilig    ist, wenn  die     -anze    Antenne drehbar ausgeführt ist.  



  Die Erfindung-     benveekt    diesen     Naeliteil     zu vermeiden.  



       Die    erfindungsgemässe Rahmenantenne ist       #    n  dadurch gekennzeichnet,     dass    der Kern im       Grundriss    einen     kreisförmigen        Umriss    hat und       dass    die     Rahmenwieklung-        um    den Kern dreh  bar ist.  



  In den Figuren sind zwei     Ausführun,-s-          beispiele    der Erfindung dargestellt.  



  Nach     Fig.   <B>1</B> besteht die Spule aus einem       i,eehteeki,Yeii    Rahmen, vorzugsweise dem Qua  drat<B>3</B> aus gut isolierendem Material, der vier  an den Ecken angeordnete Abstandstücke 4  mit ',Schlitzen aufweist, in     welehe    der Draht       eingele-t    ist. Der Draht kann so eingelegt sein,       dass    er ein loses Korbgewebe aus mehreren  Schichten bildet, um einen hoben Gütefaktor       züi    erzielen.

   Eines der     Al)";taild,-,tüeke    4 mit den    Querschnitten der eingelegten Drähte ist in       Fig.        la        gezeig   <B>.</B> Eine hohle W     elle   <B>5</B> ist an den  't  Rahmen<B>3</B> befestigt, um die Drehung des     Rah-          meris    von einem entfernten Punkt aus     züi    be  wirken. In der Welle<B>5</B> können die     Anschluss-          dräbte    für die     Rahmenwieklang    nach einem       Koniinutator    verlaufen.

   Der     lerromagnetisehe     Kern<B>6</B> besteht aus vier Ringen, die beispiels  weise<B>10</B>     ein    äussern Durchmesser,<B>7,5</B>     ein    in  nern Durchmesser und<B>je 2,5</B>     ein    Höhe haben,  und somit einen Hohlzylinder mit einer "Wand  stärke von<B>1,25</B>     ein    bilden. Die Kernteile sind  an einer Trommel.<B>7</B> aus isolierendem     Kunst-          sto#ff    angeleimt, die eine innere Röhre zur  Führung- der Welle<B>5</B> aufweist und einen       Flanseh   <B>8</B> für die Befestigung     auf    einem  Schiff oder Flugzeug hat.

   Wenn die     ma-          ,(Ynetis(-lie    Masse homogen und innerhalb des       kreisföriiiigen        ITmrisses    des Kernes     symine-          triseli    zur Rahmenspule ist, kann die Rahmen  spule<B>3,</B> 4 um     36011    gedreht werden, ohne     dass     sich die     Induktanz    verändert. Experimente be  weisen,     dass    eine solche Rahmenantenne für       Peilzweeke    sehr geeignet ist.

   Da der Kern     auf     beiden Seiten der     Rahmenwieklung    vorsteht,  in Form von zwei     1-Iohlzyji-nderlzalotten,    ist  die     Riehtwirk-Lin(r    besser als bei einer     Rahmen-          anteinie,    deren Kern nur so lang ist als der  Rahmen breit     (vgl.        Fig.   <B>3</B> des Hauptpatentes).

    Durch die     Verwenduing    von     Litzendraht,    der in  vier Teilen mit annähernd<B>50</B>     Windungen    an  geordnet ist, ist eine     Induktanz    von<B>630</B>     -Mikro-          lienrv    mit einer wirksamen     Permeabilität    von      etwa<B>1,3</B> erzielt worden. Eine grössere     Per-          meabilität    bis zu<B>1,6</B> ist mit dem doppelten  Eisenbetrag (gewichtsmässig) erreichbar,     z.B.     wenn der Kern voll ist.

   Dies ist jedoch nicht  wirtschaftlich, weil die Verbesserung in den  Richteigenschaften hauptsächlich durch das  Eisen     ver-arsacht    wird, das sich in unmittel  barer Nachbarschaft der     Rahmenwicklung    be  findet. Der Gütefaktor     (Q-Wert)    der beschrie  benen Rahmenantenne mit dünnwandigem  Eisenkern ist -ungefähr 400, bei einer Fre  quenz von<B>300</B> kHz.     -Mit    einem vollen Kern  wird sieh zwar eine leichte Verbesserung des       QIVertes    ergeben, das     Gewieht    wird dabei  aber -unverhältnismässig grösser.  



  -Nach     Fig.    2 besteht der     ferromagnetische     Kern aus zwei hohlen Halbkugeln, die zusam  mengeleimt oder zusammengeklammert sind  <B>kn</B>       und    eine hohle Kugel<B>9</B> bilden. Beide Halb  kugeln können gegossen sein. Beide Teile wer  den durch einen hohlen Bolzen<B>10</B> mit einem  Fuss<B>11</B> zusammengehalten.

   Eine     Steuerwelle    12  geht durch den     BoJzen    und dreht den Rahmen  <B>1.3,</B> der in diesem Falle auf einem Ring aus  Polystyrol     aLifgewickelt    ist, wobei die Drähte  wie in     Fig.    2 so gelegt sind,     dass    sie ein loses  Korbgeflecht aus mehreren Schichten bilden,  vergleichbar mit der     sogenannten        Honig-          wabenspule.    Mit dieser     Wicklungsart    können  hohe     Q-Werte    erhalten werden.

   Mit hohlen  und festen Kugeln als Kern werden praktisch  die gleichen     Permeabilitäten    erhalten, wie  oben für die     zylindrisehen    Kerne erwähnt ist.  Ein etwas besseres     Q    wird mit der gezeigten  runden Spule gegenüber einer rechteckigen  Spule erhalten.  



  Es sind viele Peilvorrichtungen bekannt,  wo aperiodische Rahmen für die Peilung ver  wendet werden, das heisst Rahmen, die nicht  durch einen Kondensator     auf    eine besondere  Wellenlänge abgestimmt sind. Ein paar Win  dungen des Drahtes sind in der Form eines  Rahmens angeordnet, um das Signal     a-LiTzLi-          nehmen,    und die Energie wird über einen     Auf-          Värtstrausformator    an einen abgestimmten  Kreis hoher Verstärkung gegeben. Der     Q-          Wert        aperiodischen    Spule ist unwichtig.

   Die  Richtempfindlichkeit und der ALilnahmeiak-         tor    sind jedoch sehr wesentlich für eine er  folgreiche Wirkungsweise. Die oben beschrie  benen Rahmenantennen, bei denen     Richtemp-          findlichkeit        und    Aufnahmefaktor gross sind,  eignen sich vorzüglich auch für solche Peil  vorrichtungen. Für eine automatische     PeilLing     kann ein sehr kleines und leichtes     Spulenglied     verwendet werden.  



  Es wird klar sein,     dass    die Verwendung  einer innerhalb ihres kreisförmigen Umrisses       unsvmmetrischen    Masse in der Rahmenspule  die     Hzuptrichtachse    der Spule gegen die  Masse verschieben wird, so     dass    die     Peilablesun-          gen    bezüglich der geometrischen Achse der  Spule etwas verschoben sein werden. Bei einer  derartigen     Unsymmetrie    wird bei einigen La  gen, wo die magnetische und die geometrische  Achse übereinstimmen, die     Ablesung    genau  sein, während bei andern Stellungen eine ge  wisse Abweichung auftreten kann. Diese  Eigenschaften können sehr zweckmässig ver  wendet werden.  



  Es ist bekannt,     dass    eine Peilvorrichtung,  die an Bord eines Schiffes oder eines Flug  zeuges angeordnet ist,     Beobaehtungsfehler    er  zeugen kann, die von benachbarten Metall  teilen herrühren.  



  Bildet man nun den Eisenkern so aus,     dass     er in magnetischer Hinsieht unsymmetrisch       zür    Drehachse der Rahmenwicklung ist, so  kann man einen Fehler     inder    Peilung von ge  nau entgegengesetztem Sinn verursachen und  deshalb den ursprünglichen Fehler, der durch  die Form des Schiffes oder Flugzeuges     ver-          ursaeht    ist, kompensieren.  



  Es sollte dafür Sorge getragen werden,       dass    jene Teile des Kernes, die unsymmetrisch  sind, bei Drehung des Rahmens nicht eine  wesentliche     Induktanzveränderung    und Ver  stimmung der Kreise verursachen, die mit  dem Rahmen verbunden sind. Die Anwendung  des eben beschriebenen     Kompensationsverfah-'          rens    ist besonders für     aperiodische    Rahmen  geeignet.



  Loop antenna. lin main patent is a frame antenna for <B> the </B> or the outside (lung elek- tromaglietisellei- waves patented, which is characterized by a core.



       1) The present 'l #, i-finci-Liiig concerns a further development of this loop antenna.



  <B> It </B> has shown that the Rielit effect can be improved if the core is long in relation to the width of the ralimenwiekluii - (##. A long core of this type in a rail coil of e.g. B. <B> 15 </B> or 20 represents a diameter, but represents a considerable too-light weight, which is disadvantageous if the antenna is designed to be rotatable.



  The invention works to avoid this Naeli part.



       The loop antenna according to the invention is characterized in that the core has a circular outline in plan and that the frame shape can be rotated around the core.



  In the figures, two embodiments of the invention are shown.



  According to FIG. 1, the coil consists of an i, eehteeki, Yeii frame, preferably the square <B> 3 </B> made of well-insulating material, which has four spacers 4 arranged at the corners with ' , Has slots in which the wire is inserted. The wire can be inserted in such a way that it forms a loose basket weave made of several layers in order to achieve a high quality factor.

   One of the al) "; taild, -, tüeke 4 with the cross-sections of the inserted wires is shown in Fig. La. </B> A hollow shaft <B> 5 </B> is on the frame <B> 3 </B> in order to effect the rotation of the frame from a distant point. In the shaft <B> 5 </B> the connection wires for the frame like sound can run according to a connector.

   The lerromagnetic core <B> 6 </B> consists of four rings, for example <B> 10 </B> an outer diameter, <B> 7.5 </B> an inner diameter and <B> each 2.5 </B> a height, and thus form a hollow cylinder with a "wall thickness of <B> 1.25 </B>. The core parts are on a drum. <B> 7 </B> glued to insulating plastic, which has an inner tube for guiding the shaft <B> 5 </B> and a flange <B> 8 </B> for attachment to a ship or aircraft.

   If the ma-, (Ynetis (-lie mass is homogeneous and within the circular shape of the core symmetrical to the frame coil, the frame coil <B> 3, </B> 4 can be rotated 36011 without the inductance changing Experiments show that such a loop antenna is very suitable for DF purposes.

   Since the core protrudes on both sides of the frame, in the form of two 1-lohlzyji-nderl balls, the straightening line is better than that of a frame whose core is only as long as the frame is wide (see Fig. <B> 3 </B> of the main patent).

    The use of litz wire, which is arranged in four parts with approximately <B> 50 </B> turns, results in an inductance of <B> 630 </B> microns with an effective permeability of about <B> 1.3 has been achieved. A greater permeability of up to <B> 1.6 </B> can be achieved with twice the amount of iron (in terms of weight), e.g. when the core is full.

   However, this is not economical because the improvement in the straightening properties is mainly caused by the iron that is in the immediate vicinity of the frame winding. The quality factor (Q value) of the described loop antenna with a thin-walled iron core is approximately 400, at a frequency of <B> 300 </B> kHz. -With a full core there will be a slight improvement in the QI value, but the weight will be disproportionately greater.



  According to FIG. 2, the ferromagnetic core consists of two hollow hemispheres which are glued or clamped together and form a hollow sphere 9. Both hemispheres can be cast. Both parts are held together by a hollow bolt <B> 10 </B> with a foot <B> 11 </B>.

   A control shaft 12 goes through the bolt and rotates the frame 1.3, which in this case is wrapped around a ring made of polystyrene, the wires being laid as in FIG. 2 so that they form a loose wickerwork form several layers, comparable to the so-called honeycomb coil. With this type of winding, high Q values can be obtained.

   With hollow and solid spheres as the core, practically the same permeabilities are obtained as mentioned above for the cylindrical cores. A slightly better Q is obtained with the round coil shown compared to a rectangular coil.



  Many direction finding devices are known where aperiodic frames are used for bearing, that is, frames which are not tuned to a particular wavelength by a capacitor. A few turns of the wire are arranged in the shape of a frame to take the a-LiTzLi- signal, and the energy is passed through an upstream transformer to a tuned high gain circuit. The Q value aperiodic coil is unimportant.

   The directional sensitivity and the acceptance factor are, however, very essential for a successful mode of operation. The loop antennas described above, in which the directional sensitivity and the recording factor are high, are also ideally suited for such direction finding devices. A very small and light coil link can be used for an automatic PeilLing.



  It will be clear that the use of a mass which is unsmmetric within its circular outline in the frame coil will shift the directional axis of the coil against the mass so that the bearing readings will be slightly shifted with respect to the geometric axis of the coil. With such an asymmetry, the reading will be accurate in some positions where the magnetic and geometrical axes coincide, while a certain deviation may occur in other positions. These properties can be used very appropriately.



  It is known that a direction finding device which is arranged on board a ship or an aircraft, observation errors he can testify that result from neighboring metal parts.



  If you now design the iron core so that it is asymmetrical from a magnetic point of view to the axis of rotation of the frame winding, you can cause an error in the bearing of exactly the opposite sense and therefore the original error caused by the shape of the ship or aircraft is to compensate.



  Care should be taken to ensure that those parts of the core which are asymmetrical do not cause a significant inductance change and detuning of the circuits connected to the frame when the frame is rotated. The use of the compensation method just described is particularly suitable for aperiodic frames.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Rahmenantenne mit einem ferromagneti- sehen Kern, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern im Grundriss einen kreisförmigen Umriss hat und dass die Rahmenwieklung, um den Kern drehbar ist. PATENT CLAIM: Loop antenna with a ferromagnetic core, characterized in that the core has a circular outline in plan and that the frame is rotatable around the core. UNTERANSPRÜCHE: <B>1.</B> Rahinenantenne naeh Patentaiisprueli, (Iadureh (rekennzeiehnet dass der Kern die Form eines hohlen Zylinders hat. 2. Rahinenantenne nach Unteransprueli <B>1.,</B> dadureli "-ekennzeiehnet, dass der hohle Zylin der aus Ringen aus gepulvertem ferrornagneti- sehem Material aufgebaut ist. SUBClaims: <B> 1. </B> Rahinenantenne nach Patentaiisprueli, (Iadureh (rekennzeiehnet that the core has the shape of a hollow cylinder. 2. Rahinenantenne nach Unteransprueli <B> 1., </B> dadureli "- denotes that the hollow cylinder made of rings made of powdered ferromagnetic material. <B>3.</B> Rahmenantenne nach Unteranspruch 2, dadurch oekeiiiizeichnet, dass die genannten Ringe auf einer hohlen Isoliertrommel auf geleimt sind. 4. Rahmenäritenne nach Unteranspruch<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle fär die Drehung der Rahmenwieklung vorgesehen ist, die zentral durch die genannte Trommel hiii(lureh-,ellt, <B>5.</B> Rahmenantenne nach Patentanspruch, dadurell gekennzelehnet, dass der Kern die Form einer Ilohlkugel hat. <B> 3. </B> Loop antenna according to dependent claim 2, characterized in that the said rings are glued onto a hollow insulating drum. 4. Frame armature antenna according to dependent claim 3, characterized in that a shaft is provided for the rotation of the frame winder, which is driven centrally by said drum hiii (lureh-, ellt, <B> 5. </B> Loop antenna according to claim, dadurell marked that the core has the shape of a ball. <B>6.</B> Rahnienantenne nach Unteranspruch <B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkugel aus zwei hohlen Halbkugeln aus gepulvertem Material besteht. <B>7.</B> Rahnienantenne nach Unteranspruch <B>6,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die genannten hohlen Halbkuueln durch einen hohlen Bolzen zusammengehalten werden, durch welchen eine Welle hindurchgeht, die zur Drehung der Rall- menwieklung dient. <B> 6. </B> Rahnienantenne according to dependent claim <B> 5 </B> characterized in that the hollow sphere consists of two hollow hemispheres made of powdered material. <B> 7. </B> Rahnienantenne according to dependent claim <B> 6 </B> characterized in that the said hollow hemispheres are held together by a hollow bolt through which a shaft passes which serves to rotate the Rall- menwieklung . <B>8.</B> Rahmenantenne nach Patentansprueh, dadureh gekennzeichnet, dass der Kern in ma- gnetiseher Hinsieht unsymmetrisch zur Dreh- aehse der Rahmenwieklung liegt, um die Wir- kunc von benachbarten Metallteilen züi kom pensieren. <B> 8. </B> Loop antenna according to patent claim, characterized in that the core, in magnetic terms, lies asymmetrically to the axis of rotation of the frame tilt in order to compensate for the effect of neighboring metal parts. <B>9.</B> Rahmenantenne nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern homo- 1--en ist und sYmmetriseh zür Drehaehse der Rabmenwieklung liegt. <B> 9. </B> Loop antenna according to patent claim, characterized in that the core is homo- 1 - en and is symmetrical for the rotation axis of the pitch.
CH269434D 1938-12-13 1947-08-02 Loop antenna. CH269434A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974577C (en) * 1950-08-03 1961-02-16 Rca Corp High inductance coil antenna

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