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.