CH702226B1

CH702226B1 - Antenna.

Info

Publication number: CH702226B1
Application number: CH02104/04A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Dr Badertscher
Original assignee: Gerhard Dr Badertscher
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2011-05-31
Also published as: EP1672735B1; ATE445241T1; EP1672735A1; DE502005008273D1

Abstract

The antenna has a combination of a magnetic beam (7, 20, 22) with a capacitive emitter (17a, 17b). The capacitive emitters are attached at the periphery of the magnetic emitters. A constructional structure is provided by a symmetry plane for an energy feeding input of a capacitive emitter and a magnetic emitter as well as a tunable auxiliary capacity. The energy feeding input and the auxiliary capacity and a co-ordination device are not in a symmetric plane to the auxiliary capacity.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antenne. The invention relates to an antenna.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antenne mit einem guten Wirkungsgrad bei kleinen geometrischen Abmessungen zu schaffen. The object of the invention is to provide an antenna with a good efficiency with small geometric dimensions.

Lösung der AufgabeSolution of the task

[0003] Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Kombination wenigstens eines magnetischen Strahlers mit wenigstens einem kapazitiven Strahler. In einer bevorzugten Ausführungsform ist einer der kapazitiven Strahler an der Peripherie eines der magnetischen Strahler angeschlossen. The object is achieved by a combination of at least one magnetic radiator with at least one capacitive radiator. In a preferred embodiment, one of the capacitive radiators is connected to the periphery of one of the magnetic radiators.

[0004] Ein typischer kapazitiver Strahler (kapazitive Antenne) 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Der kapazitive Strahler 1 hat zwei Strahlungsarme 3a und 3b und zwei zu den Strahlungsarmen 3a und 3b führende Abstandshalter 5a und 5b. Eine Energieeinspeisung erfolgt an den Anschlüssen 6a und 6b an den den Strahlungsarmen 3a und 3b abgewandten Enden der Abstandshalter 5a und 5b. Das elektrische Ersatzschaltbild dieses kapazitiven Strahlers 1 zeigt Fig. 2. Das Ersatzschaltbild beinhaltet eine mit einem Strahlungswiderstand REin Reihe geschaltete Kapazität CE. Die Anpassung kapazitiver Strahler an ein übliches 50-Ohm-Koaxialkabel erfordert ein nicht dargestelltes Anpassnetzwerk, das meist aus Spulen und Kondensatoren besteht. Da Spulen nicht verlustfrei hergestellt werden können, erniedrigt sich der Wirkungsgrad durch Wärmeverluste in den Spulen zum Teil erheblich. A typical capacitive emitter (capacitive antenna) 1 is shown in FIG. The capacitive radiator 1 has two radiation arms 3a and 3b and two spacers 5a and 5b leading to the radiation arms 3a and 3b. A power supply takes place at the terminals 6a and 6b at the ends of the spacers 5a and 5b facing away from the radiation arms 3a and 3b. The equivalent electrical circuit diagram of this capacitive radiator 1 is shown in FIG. 2. The equivalent circuit diagram includes a capacitance CE connected to a radiation resistance REin series. The adaptation of capacitive emitters to a conventional 50 ohm coaxial cable requires an unrepresented matching network, which usually consists of coils and capacitors. Since coils can not be produced lossless, the efficiency is reduced by heat losses in the coil sometimes considerably.

[0005] Dipol- oder Monopolantennen, die vorwiegend ein elektrisches Feld abstrahlen, werden oft in einer verkürzten Form verwendet, indem die Strahlungsarme auf einen Bruchteil der optimalen Länge verkürzt werden (z.B. auf 1/10 der Wellenlänge). Derart verkürzte Strahlungsarme ergeben eine hohe kapazitive Eingangsimpedanz. Dipole or monopole antennas that predominantly emit an electric field are often used in a truncated form by shortening the radiation arms to a fraction of the optimum length (e.g., to 1/10 of the wavelength). Such shortened radiation arms result in a high capacitive input impedance.

[0006] Ein typischer magnetischer Strahler (magnetische Antenne) 7 ist in Fig. 3 dargestellt. Der magnetische Strahler 7 weist eine Spule mit vorzugsweise einer einzigen Windung 9 und einem einstellbaren Kondensator 11 für eine Frequenzabstimmung sowie eine kleine Einkoppelschlaufe 13 für eine Energiezufuhr auf. An die beiden Anschlüsse 14a und 14b der Einkoppelschlaufe 13 wird ein nicht dargestelltes Koaxialkabel oder ein sonstiger Hochfrequenzleiter angeschlossen. Der magnetische Strahler arbeitet in Resonanz, d.h. die exakte Frequenz muss mittels des Kondensators 11 eingestellt werden. Ein Frequenzbereich ergibt sich aus der Maximal- und Minimalkapazität des Kondensators 11. A typical magnetic radiator (magnetic antenna) 7 is shown in Fig. 3. The magnetic emitter 7 comprises a coil with preferably a single turn 9 and an adjustable capacitor 11 for a frequency tuning and a small coupling loop 13 for a power supply. To the two terminals 14a and 14b of the coupling loop 13, a coaxial cable, not shown, or other high-frequency conductor is connected. The magnetic emitter works in resonance, i. the exact frequency must be adjusted by means of the capacitor 11. A frequency range results from the maximum and minimum capacitance of the capacitor 11.

[0007] In Fig. 4 ist das elektrische Ersatzschaltbild des magnetischen Strahlers 7 dargestellt. Das Ersatzschaltbild zeigt einen Parallelschwingkreis, der aus einer Induktivität L, einer Kapazität C, einem Strahlungswiderstand RM und einem Verlustwiderstand RV besteht. In vielen Fällen ist RV grösser als RM. Hierdurch reduziert sich der Wirkungsgrad erheblich. Für viele Anwendungen ist zudem die schmale Arbeitsbandbreite des magnetischen Strahlers 7 nachteilig, d.h. der Kondensator 11 muss auch bereits bei kleinen Frequenzänderungen nachgestellt werden. 4, the electrical equivalent circuit diagram of the magnetic radiator 7 is shown. The equivalent circuit diagram shows a parallel resonant circuit consisting of an inductance L, a capacitance C, a radiation resistance RM and a loss resistance RV. In many cases, RV is greater than RM. This reduces the efficiency significantly. In addition, for many applications, the narrow working bandwidth of the magnetic radiator 7 is disadvantageous, i. The capacitor 11 must also be readjusted even with small frequency changes.

[0008] Wie bereits oben ausgeführt ist, wird nun erfindungsgemäss eine Kombination eines magnetischen Strahlers mit einem kapazitiven Strahler vorgenommen. As already stated above, according to the invention, a combination of a magnetic radiator with a capacitive radiator is made.

[0009] Vorzugsweise wird man den kapazitiven Strahler an der Peripherie des magnetischen Strahlers anordnen. Ein bevorzugter Ort ergibt sich, bei einem Anschluss des kapazitiven Strahlers im Bereich des Kondensators des magnetischen Strahlers. Der kapazitive Strahler wird dann mit der jeweils am Kondensator anliegenden HF-Spannung (Hochfrequenzspannung) gespeist. Selbstverständlich kann ein Anschluss (Ankopplung) auch an anderen Orten der Peripherie, der meistens nur aus einer Windung bestehenden Drahtschlaufe des magnetischen Strahlers, erfolgen. Preferably, one will arrange the capacitive radiator at the periphery of the magnetic radiator. A preferred location results in a connection of the capacitive radiator in the region of the capacitor of the magnetic radiator. The capacitive radiator is then fed with the RF voltage (high frequency voltage) applied to the capacitor. Of course, a connection (coupling) also at other locations of the periphery, mostly consisting of only one turn wire loop of the magnetic radiator, take place.

[0010] Vorzugsweise wird man die Strahlungsarme des kapazitiven Strahles in zueinander parallelen Ebenen liegend anordnen. Diese parallelen Ebenen kann man parallel zur Ebene des magnetischen Strahlers legen. Es können auch alle Strahlungselemente in einer einzigen Ebene angeordnet werden. Wie unten ausgeführt, kann dann durch eine entsprechende Auswahl der geometrischen Abmessungen des magnetischen und des kapazitiven Strahlers eine Optimierung eines Vor-/Rückwärtsverhältnisses erreicht werden, wodurch sich eine Richtantenne ergibt. Preferably, one will arrange the radiation arms of the capacitive beam lying in mutually parallel planes. These parallel planes can be placed parallel to the plane of the magnetic emitter. All radiation elements can also be arranged in a single plane. As explained below, an optimization of a forward / reverse ratio can then be achieved by an appropriate selection of the geometric dimensions of the magnetic and the capacitive radiator, resulting in a directional antenna.

[0011] Durch eine kapazitive Belastung der Strahlungsarm-Enden (Endkapazitäten) kann zudem eine Verkürzung der Strahlungsarme erreicht werden. By a capacitive load on the radiant arm ends (endcapacities) also a shortening of the radiation arms can be achieved.

[0012] Weitere Vorteile und Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Antenne ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung. Further advantages and embodiments of the inventive antenna will be apparent from the following detailed description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0013] Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen in <tb>Fig. 1<sep>einen typischen kapazitiven Strahler, <tb>Fig. 2<sep>ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 1 dargestellten kapazitiven Strahlers, <tb>Fig. 3<sep>einen typischen magnetischen Strahler, <tb>Fig. 4<sep>ein elektrisches Ersatzschaltbild des in Fig. 3 dargestellten magnetischen Strahlers, <tb>Fig. 5<sep>eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Antenne, <tb>Fig. 6<sep>ein elektrisches Ersatzschaltbild zu der in Fig. 5 gezeigten Antenne, <tb>Fig. 7<sep>ein zum Ersatzschaltbild in Fig. 6modifiziertes, elektrisches Ersatzschaltbild, <tb>Fig. 8<sep>ein Strahlungsfeld im Fernfeld links und rechts eines kapazitiven Strahlers mit dem in der Papierebene liegenden Strahlungsarmen 29a und 29b in perspektivischer Darstellung mit den elektrischen Feldvektoren EK (in der Papierebene)und den magnetischen Feldvektoren BK1 und BK2(senkrecht nach vorne und nach hinten zur Papierebene stehend), <tb>Fig. 9<sep>ein Strahlungsfeld im Fernfeld links und rechts eines magnetischen Strahlers, dessen Windung in der Papierebene liegt, in perspektivischer Darstellung mit den elektrischen Feldvektoren EM1 und EM2 in der Papierebene sowie den magnetischen Feldvektor BM senkrecht aus der Papierebene nach vorne stehend, <tb>Fig. 10<sep>ein Ausführungsbeispiel zu der in Fig. 5erklärten Antenne, <tb>Fig. 11<sep>ein Diagramm für ein Leistungsverhältnis PE/PMvon abgestrahlter elektrischer PE zu magnetischer Leistung PM in Abhängigkeit von einer auf die Wellenlänge λ normierten wirksamen Länge l der beiden kapazitiven Strahler bei einer Antennenresonanzfrequenz vom 14 MHz, gemäss Ausführungsbeispiel, <tb>Fig. 12<sep>ein Diagramm für einen Antennenwirkungsgrad W über eine normierte Strahlerlänge l/λ einer auch dem Diagramm in Fig. 11 zugrunde gelegten Antenne, <tb>Fig. 13<sep>ein Diagramm für eine Bandbreite B in Kilohertz über eine normierte Strahlerlänge l/λ einer auch dem Diagramm in Fig. 11 zugrunde gelegten Antenne, <tb>Fig. 14<sep>eine Variante der kapazitiven Strahler ab einer in Fig. 5 dargestellten Antenne, <tb>Fig. 15<sep>eine weitere Variante zu der in Fig. 14dargestellten Antenne, <tb>Fig. 16<sep>eine weitere Antennenvariante mit gegenüber Fig. 10 anders angeordneten kapazitiven Strahlern, <tb>Fig. 17<sep>eine Antennenvariante zu der in Fig. 16gezeigten Antenne mit kapazitiven Strahlern, welche einen Winkel von 90° miteinander einschliessen, <tb>Fig. 18<sep>eine Antennenvariante zu der in Fig. 5dargestellten Antenne, wobei die beiden kapazitiven Strahler weder parallel zueinander angeordnet sind, noch miteinander fluchten, <tb>Fig. 19<sep>eine Antennenvariante zu der in Fig. 17dargestellten Antenne, wobei die beiden kapazitiven Strahler wohl als Seitenverlängerung einer quadratischen Windung des magnetischen Strahlers ausgebildet sind, aber miteinander fluchten, <tb>Fig. 20<sep>eine Ausführungsvariante zur Antennendarstellung in Fig. 16, wobei die beiden kapazitiven Strahler in einer Ebene senkrecht zur Ebene des magnetischen Strahlers liegen, <tb>Fig. 21<sep>eine Ausführungsvariante zur Antennendarstellung in Fig. 16, wobei jeder kapazitive Strahler in einer voneinander distanzierten parallelen Ebene liegt, zu denen mittig der magnetische Strahler angeordnet ist, <tb>Fig. 22<sep>eine Antennenausführungsvariante für eine Antennenanordnung als sogenannte gedruckte Schaltung und <tb>Fig. 23<sep>eine Skizze in der Anschlussorte eines kapazitiven Strahlers an einen magnetischen aufgezeigt werden.The drawings used to explain the embodiments show in <Tb> FIG. 1 <sep> a typical capacitive radiator, <Tb> FIG. 2 <sep> is an electrical equivalent circuit diagram of the capacitive radiator shown in FIG. 1, <Tb> FIG. 3 <sep> a typical magnetic emitter, <Tb> FIG. 4 <sep> is an electrical equivalent circuit diagram of the magnetic radiator shown in FIG. 3, <Tb> FIG. 5 <sep> an embodiment of an antenna according to the invention, <Tb> FIG. 6 shows an electrical equivalent circuit diagram to the antenna shown in FIG. 5, FIG. <Tb> FIG. 7 <sep> is an equivalent circuit diagram in FIG. 6 modified, electrical equivalent circuit diagram, <Tb> FIG. 8 <sep> a radiation field in the far field left and right of a capacitive radiator with the lying in the paper plane radiation arms 29a and 29b in perspective view with the electric field vectors EK (in the paper plane) and the magnetic field vectors BK1 and BK2 (vertically forward and standing at the back to the paper plane), <Tb> FIG. 9 <sep> a radiation field in the far field left and right of a magnetic radiator whose winding lies in the plane of the paper, in perspective view with the electric field vectors EM1 and EM2 in the plane of the paper as well as the magnetic field vector BM vertical from the plane of the paper to the front, <Tb> FIG. 10 shows an exemplary embodiment of the antenna explained in FIG. 5, FIG. <Tb> FIG. FIG. 11 shows a diagram for a power ratio PE / PM of radiated electrical PE to magnetic power PM as a function of an effective length l normalized to the wavelength λ of the two capacitive radiators at an antenna resonance frequency of 14 MHz, according to the exemplary embodiment, FIG. <Tb> FIG. FIG. 12 shows a diagram for an antenna efficiency W over a standardized radiator length l / λ of an antenna which is also based on the diagram in FIG. 11, FIG. <Tb> FIG. FIG. 13 shows a diagram for a bandwidth B in kilohertz over a standardized radiator length l / λ of an antenna which is also based on the diagram in FIG. 11, FIG. <Tb> FIG. 14 shows a variant of the capacitive radiators from an antenna shown in FIG. 5, FIG. <Tb> FIG. 15 <sep> another variant of the antenna shown in FIG. 14, <Tb> FIG. 16 <sep> another antenna variant with respect to FIG. 10 differently arranged capacitive radiators, <Tb> FIG. 17 shows an antenna variant to the antenna shown in FIG. 16 with capacitive radiators which enclose an angle of 90 ° with one another, <Tb> FIG. 18 shows an antenna variant to the antenna shown in FIG. 5, wherein the two capacitive radiators are neither arranged parallel to each other nor aligned with each other, <Tb> FIG. 19 shows an antenna variant of the antenna illustrated in FIG. 17, wherein the two capacitive radiators are probably designed as side extensions of a square turn of the magnetic radiator, but are aligned with one another, <Tb> FIG. 20 shows a variant embodiment for the representation of the antenna in FIG. 16, the two capacitive radiators lying in a plane perpendicular to the plane of the magnetic radiator, FIG. <Tb> FIG. 21 shows a variant embodiment for the representation of the antenna in FIG. 16, wherein each capacitive radiator lies in a mutually distant parallel plane to which the magnetic radiator is arranged centrally, <Tb> FIG. 22 <sep> an antenna embodiment variant for an antenna arrangement as a so-called printed circuit and <Tb> FIG. 23 <sep> a sketch in the connection location of a capacitive radiator to a magnetic are shown.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

[0014] Die in Fig. 5 in einer Ausführungsform dargestellte, erfindungsgemässe Antenne 15 ist eine Kombination eines magnetischen Strahlers mit einem kapazitiven Strahler. Die Antenne 15 hat zwei kapazitiv wirkende Strahlungsarme 17a und 17b, zwei Abstandshalter 19a und 19b, einen in seinem Kapazitätswert einstellbaren Kondensator 22, eine einzige kreisförmig gebogene Windung 20 und eine Energieeinkopplung 21. Die Energieeinkopplung 21 weist zwei Anschlüsse 23a und 23b auf. Einer der Anschlüsse 23b ist hier vorzugsweise geerdet. Die Energieeinkopplung 21 ist an einem in der Lage auf der Windung 20 einstellbaren Ort 24 mit dieser elektrisch verbunden. Die beiden Anschlüsse 23a und 23b werden in der Regel an ein Koaxialkabel angeschlossen, durch das die Sendeleistung zugeführt wird. Betreffend eine optimale Lage des Einkoppelorts 24 werden unten weitere Angaben gemacht. The illustrated in Fig. 5 in one embodiment, inventive antenna 15 is a combination of a magnetic radiator with a capacitive radiator. The antenna 15 has two capacitive radiation arms 17a and 17b, two spacers 19a and 19b, a capacitor 22 adjustable in its capacitance value, a single circular turn 20 and a power input 21. The energy coupling 21 has two connections 23a and 23b. One of the ports 23b is preferably earthed here. The energy coupling 21 is electrically connected to a location 24 that can be set on the winding 20. The two terminals 23a and 23b are usually connected to a coaxial cable, through which the transmission power is supplied. Concerning an optimal position of Einkoppelorts 24 further details are made below.

[0015] Die Strahlungsarme 17a und 17b sind über einen Abstandshalter 19a und 19b in der Nähe des in der Windung 20 liegenden Kondensators 22 mit je einem dessen Anschlusses elektrisch verbunden, so dass sie mit der dort vorhandenen HF-Spannung gespeist werden. Ein Ende jedes Abstandshalters 19a bzw. 19b ist elektrisch mit der Drahtschlaufe 20 und das jeweils andere Ende mit einem Ende je eines Strahlungsarms 17a bzw. 17b unter einem Winkel von 90° galvanisch verbunden. Die Strahlungsarme 17a und 17b, die Abstandshalter 19a und 19b und die Drahtschlaufe 20 liegen hier in ein- und derselben Ebene, wobei die beiden Strahlungsarme 17a und 17b miteinander fluchten. The radiation arms 17a and 17b are electrically connected via a spacer 19a and 19b in the vicinity of the lying in the winding 20 capacitor 22 each having a terminal, so that they are fed with the existing there RF voltage. One end of each spacer 19a or 19b is electrically connected to the wire loop 20 and the other end is galvanically connected to one end of each radiation arm 17a or 17b at an angle of 90 °. The radiation arms 17a and 17b, the spacers 19a and 19b and the wire loop 20 lie here in one and the same plane, wherein the two radiation arms 17a and 17b are aligned with each other.

[0016] Fig. 6 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild 25 zu der in Fig. 5 gezeigten Antenne 15. Das Ersatzschaltbild 25 beinhaltet eine Induktivität L mit hier lediglich einer einzigen Windung 20. Ferner weist das Ersatzschaltbild 25 eine Kapazität C des Kondensators 22, eine Kapazität CEder Strahlungsarme 17a und 17b, einen Strahlungswiderstand RE des kapazitiven Strahlers, einen Strahlungswiderstand RM des magnetischen Strahlers und einen Verlustwiderstand RV der gesamten Antenne 15 auf. Die magnetische Antenne, als ein Teil dieser Kombination (Fig. 5), erfüllt eine Doppelfunktion: Sie strahlt ein magnetisches Feld ab und gleichzeitig transformiert sie die HF-Spannung für den kapazitiven Strahler, welcher ein elektrisches Feld abstrahlt. Fig. 6 shows an equivalent electrical circuit diagram 25 to the antenna 15 shown in Fig. 5. The equivalent circuit 25 includes an inductance L with here only a single turn 20. Further, the equivalent circuit 25 has a capacitance C of the capacitor 22, a capacitance CE, the radiation arms 17a and 17b, a radiation resistance RE of the capacitive radiator, a radiation resistance RM of the magnetic radiator and a loss resistance RV of the entire antenna 15. The magnetic antenna, as a part of this combination (Figure 5), fulfills a dual function: it emits a magnetic field and at the same time it transforms the RF voltage for the capacitive emitter, which radiates an electric field.

[0017] Fig. 7 zeigt ein für die nachfolgenden Abschätzungen verwendetes, modifiziertes, elektrisches Ersatzschaltbild 27, welches mit den nachfolgenden Umformungen aus dem in Fig. 6dargestellten Ersatzschaltbild 25 hervorgegangen ist. Die Elemente CE, C, RM und RVsind in den beiden Ersatzschaltbildern 25 und 27 gleich geblieben. Der Widerstand RE ́ ist der in einen magnetischen Teil der Antenne 15 transformierte Strahlungswiderstand RE des kapazitiven Strahlers. FIG. 7 shows a modified equivalent electrical circuit diagram 27 used for the subsequent estimations, which has emerged with the following transformations from the equivalent circuit diagram 25 illustrated in FIG. 6. The elements CE, C, RM and RV are the same in the two equivalent circuit diagrams 25 and 27. The resistance RE is the transformed into a magnetic part of the antenna 15 radiation resistance RE of the capacitive radiator.

[0018] Ein Strom i im magnetischen Kreis der Antenne 15 wird gemäss dem Ersatzschaltbild 25 in Fig. 6aufgeteilt in die beiden Teilströme i1und i2 <tb>i = i1 + i2.<sep>(1)A current i in the magnetic circuit of the antenna 15 is divided according to the equivalent circuit diagram 25 in FIG. 6 into the two partial currents i1 and i2 <tb> i = i1 + i2. <sep> (1)

[0019] Ein kapazitive Blindwiderstand XC des Kondensators 26 mit der Kapazität C ergibt sich bei einer Resonanzfrequenz f zu <tb>XC = 1 / (2·π · f · C).<sep>A capacitive reactance XC of the capacitor 26 with the capacitance C results at a resonance frequency f <tb> XC = 1 / (2 · π · f · C). <sep>

[0020] Ein kapazitiver Blindwiderstand XCE des kapazitiven Strahlers mit den Strahlungsarmen 17a und 17b mit der Kapazität CE ergibt sich bei der Resonanzfrequenz f zu <tb>XCE = 1 / (2 · π·f · CE).<sep>A capacitive reactance XCE of the capacitive radiator with the radiation arms 17a and 17b with the capacitance CE results at the resonance frequency f <tb> XCE = 1 / (2 · π · f · CE). <sep>

[0021] Für den im Kondensator 26 fliessenden Strom i1 gilt bei einer über dem Kondensator 26 liegenden Spannung u <tb>i1 = u/XC.<sep>For the flowing in the capacitor 26 current i1 applies at a lying over the capacitor 26 voltage u <tb> i1 = u / XC. <sep>

[0022] Bei einem kapazitiven Strahler mit in einer Ausführungsvariante kurzen Strahlungsarmen 17a und 17b ist der kapazitive Blindwiderstand XC viel grösser als der Strahlungswiderstand RE. In a capacitive radiator with in a variant short radiation arms 17a and 17b, the capacitive reactance XC is much larger than the radiation resistance RE.

[0023] Für den Strom i2 im kapazitiven Strahler gilt näherungsweise <tb>i2 = u/XCE.<sep>For the current i2 in the capacitive radiator is approximately <tb> i2 = u / XCE. <sep>

[0024] Mit einer Division der obigen Gleichungen für die Ströme i1und i2 lässt sich die Spannung u eliminieren: <tb>i1 / i2 = XCE / XC.<sep>(2)By dividing the above equations for the currents i1 and i2, the voltage u can be eliminated: <tb> i1 / i2 = XCE / XC. <sep> (2)

[0025] Wird der Strom i1 unter Verwendung von Gleichung (1) in Gleichung (2) eliminiert, so ergibt sich für den Strom i2 <tb>i2 = i · 1/[(XCE/XC) + 1].<sep>When the current i1 is eliminated by using equation (1) in equation (2), the current i2 is obtained <tb> i2 = i x 1 / [(XCE / XC) + 1]. <sep>

[0026] Daraus ergibt sich eine abgestrahlte elektrische Leistung PEdurch den kapazitiven Strahler zu <2> = i<2>) + 1)<2> <tb>PE = i2 · RE· 1 / ((XCE/XC·RE<sep>oder = i<2>) + 1]<2> <tb>PE · RE ́ mit RE ́ = 1 / [(XCE/XC· RE.<sep>(3)This results in a radiated electric power PE through the capacitive radiator <2> = i <2>) + 1) <2> <tb> PE = i2 · RE · 1 / ((XCE / XC · RE <sep> or = i <2>) + 1] <2> <tb> PE · RE with RE = 1 / [(XCE / XC · RE. <sep> (3)

[0027] RE ́ ist in dem in Fig. 7dargestellten Ersatzschaltbild eingezeichnet. Der Strom i durchfliesst den transformierten Strahlungswiderstand RE ́ und strahlt die gleiche elektrische Leistung ab wie der im Ersatzschaltbild in Fig. 6 eingezeichnete Strahlungswiderstand RE, durch den der Strom i2 fliesst. RE is shown in the equivalent circuit diagram shown in FIG. The current i flows through the transformed radiation resistance RE and emits the same electrical power as the radiation resistance RE shown in the equivalent circuit diagram in FIG. 6, through which the current i2 flows.

[0028] Eine magnetische Leistungsabstrahlung PM erfolgt durch den magnetischen Strahler, gebildet aus der Windung 20 und dem Kondensator 22. A magnetic power output PM is provided by the magnetic radiator formed by the winding 20 and the capacitor 22.

[0029] Bezüglich der abgestrahlten elektrischen Leistung PEim Verhältnis zur abgestrahlten magnetischen Leistung PMgilt = (i<2>)/(i<2><> <tb>PE/PM · R ́E· RM) = RE ́/RM.<sep>With respect to the radiated electric power PE in proportion to the radiated magnetic power PM = (i <2>) / (i <2> <> <tb> PE / PM · R E · RM) = RE / RM. <sep>

[0030] Die erfindungsgemässe Antenne, obwohl sie einen magnetischen Strahler enthält, hat gegenüber einem magnetischen Strahler, wie unten ausgeführt wird, einen höheren Wirkungsgrad W und eine grössere Bandbreite B und kann bei geeigneter Wahl der Antennengeometrie zudem einen Richteffekt erzeugen. Das Verhältnis PE/PM steigt mit der Länge L des kapazitiven Strahlers an. Bei einer bestimmten Länge L des kapazitiven Strahlers wird RE ́ = RM, dann wird PE/PM = 1, d.h. die magnetisch abgestrahlte Leistung PM ist gleich gross wie die elektrisch abgestrahlte Leistung PE. Die Antenne 15 erzeugt in diesem Fall einen Richteffekt (siehe Ausführungsbeispiel). The antenna according to the invention, although containing a magnetic radiator, has a higher efficiency W and a larger bandwidth B compared to a magnetic radiator, as explained below, and can also produce a directional effect with a suitable choice of the antenna geometry. The ratio PE / PM increases with the length L of the capacitive radiator. For a given length L of the capacitive radiator, RE = RM, then PE / PM = 1, i. the magnetically radiated power PM is the same size as the electrically radiated power PE. The antenna 15 generates in this case a straightening effect (see embodiment).

[0031] Der Richteffekt der erfindungsgemässen Antenne 15 wird anhand der Fig. 8 und 9 erläutert. Die Fig. 8 zeigt das elektrische und das magnetische Strahlungsfeld EK und BKim Fernfeld eines kapazitiven Strahlers mit den Strahlungsarmen 29a und 29b, welche in der Papierebene liegen. Das elektrische Fernfeld links und rechts der Strahlungsarme 29a und 29b liegt in der hier gezeigten Momentaufnahme in der Papierebene, wobei das elektrische Feld EK auf der linken wie auch auf der rechten Seite nach oben zeigt. Die magnetischen Fernfeldvektoren BK1und BK2, erzeugt durch die beiden Strahlungsarme 29a und 29b des kapazitiven Strahlers, stehen auf deren linken Seite senkrecht auf der Papierebene nach hinten zeigend (BK1) und auf der rechten Seite senkrecht auf der Papierebene nach vorne zeigend (BK2). The straightening effect of the inventive antenna 15 will be explained with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 shows the electric and magnetic radiation fields EK and BK in the far field of a capacitive radiator with the radiation arms 29a and 29b which lie in the plane of the paper. The far-field electric field to the left and right of the radiation arms 29a and 29b lies in the paper plane in the snapshot shown here, with the electric field EK pointing upwards on the left as well as on the right-hand side. The far-field magnetic field vectors BK1 and BK2, generated by the two radiation arms 29a and 29b of the capacitive radiator, face rearwardly perpendicular to the paper plane (BK1) on the left side thereof and forward (BK2) perpendicular to the paper plane on the right side.

[0032] Fig. 9 zeigt eine zu Fig. 8 analoge Darstellung jedoch für einen magnetischen Strahler, dessen Windung 31 in der Papierebene liegt. Rechts der Windung 31 zeigt der elektrische Fernfeldvektor EM2 in der Papierebene liegend nach oben und auf der linken Seite der Windung 31 zeigt der elektrische Fernfeldvektor EM1in der Papierebene liegend nach unten. Fig. 9 shows an analogous to Fig. 8 representation but for a magnetic radiator whose winding 31 is located in the plane of the paper. To the right of the turn 31, the far-field electric field vector EM2 points upwards in the plane of the paper, and on the left side of the turn 31 the far-field electric field EM1 points downwards in the plane of the paper.

[0033] Die magnetischen Fernfeldvektoren BM des magnetischen Strahlers stehen beide auf der Papierebene senkrecht und zeigen nach vorne. The magnetic far field vectors BM of the magnetic radiator are both perpendicular to the paper plane and point to the front.

[0034] Da hier nun ein elektrischer und ein magnetischer Strahler zusammenarbeiten, ist eine Überlagerung der in den Fig. 8 und 9gezeigten Fernfeldvektoren vorzunehmen: Since here an electric and a magnetic emitter work together, a superimposition of the shown in Figs. 8 and 9 far-field vectors is made:

[0035] Auf der linken Seite des elektrischen und des magnetischen Strahlers gilt nun für die Fernfeldstärke EK – EM1 und BK1 – BM und auf der rechten Seite des elektrischen und des magnetischen Strahlers gilt nun für die Fernfeldstärke EK + EM2 und BK2 + BM. On the left side of the electric and magnetic radiator now applies to the far field strength EK - EM1 and BK1 - BM and on the right side of the electric and magnetic radiators now applies to the far field strength EK + EM2 and BK2 + BM.

[0036] In einem Spezialfall, bei dem kapazitiver und magnetischer Strahler dieselbe Leistung abstrahlen, verdoppeln sich die Strahlungsvektoren auf der rechten Seite der Antenne (y-Richtung in der Papierebene) und auf der linken Seite kompensieren sie sich. In a special case where the capacitive and magnetic radiators emit the same power, the radiation vectors on the right side of the antenna (y-direction in the paper plane) double and on the left side they compensate each other.

[0037] Die erfindungsgemässe Antenne, welche aus einer Kombination eines magnetischen und eines kapazitiven Strahlers zusammengesetzt ist, ist eine Richtungsantenne. The inventive antenna, which is composed of a combination of a magnetic and a capacitive radiator is a directional antenna.

[0038] Der Wirkungsgrad W ergibt sich zu W = i<2>) / [ i<2> <tb> · (RE ́ + RM· (RE ́ + RM + RV)]<sep> <tb>W = (RE ́ + RM)/(RE ́ + RM+ RV).<sep>(5)The efficiency W is given by W = i <2>) / [i <2> <tb> · (RE + RM · (RE + RM + RV)] <sep> <tb> W = (RE + RM) / (RE + RM + RV). <sep> (5)

[0039] Der Wirkungsgrad steigt mit der Länge der kapazitiven Strahler 17a und 17b bzw. 29a und 29b an. The efficiency increases with the length of the capacitive radiators 17a and 17b and 29a and 29b.

[0040] Die Bandbreite B ergibt sich aus einer Kreisgüte Q gemäss der nachfolgenden Beziehung B = f / Q. The bandwidth B results from a Q of Q according to the following relationship B = f / Q.

[0041] Falls XCE>> XC kann die Kreisgüte Q näherungsweise berechnet werden mit Q = XC/ (RE ́ + RM + RV). If XCE >> XC, the Q can be approximately calculated with Q = XC / (RE + RM + RV).

[0042] Damit ergibt die Bandbreite B zu <tb>B = f/Q = f·(RE ́ + RM + RV)/XC.<sep>(6)This gives the bandwidth B to <tb> B = f / Q = f * (RE + RM + RV) / XC. <sep> (6)

[0043] Erweitert mit (RM + RV) und umgeformt ergibt sich <tb>B = f · (RM + RV) / XC · (RE ́ + RM + RV) / (RM+ RV)<sep>oder <tb>B = B0 · (RE ́ + RM + RV) / (RM + RV) = B0 · (1 + RE ́ / (RM + RV))<sep>mit <tb>B0 = f · (RM + RV)/XC,<sep>wobei B0 die Bandbreite der rein magnetischen Antenne ohne die kapazitiven Strahler ist. Die Bandbreite B vergrössert sich mit der Länge der kapazitiven Strahler. Extended with (RM + RV) and reshaped results <tb> B = f * (RM + RV) / XC * (RE + RM + RV) / (RM + RV) <sep> or <tb> B = B0 * (RE + RM + RV) / (RM + RV) = B0 * (1 + RE / (RM + RV)) <sep> with <b> B0 = f * (RM + RV) / XC, <sep> where B0 is the bandwidth of the all-magnetic antenna without the capacitive radiators. The bandwidth B increases with the length of the capacitive radiator.

[0044] Anstelle der galvanischen Verbindung, wie oben ausgeführt, der Drahtschlaufe 20 mit den beiden kapazitiv wirkenden Strahlungsarmen 17a und 17b über die Abstandshalter 19a und 19b kann auch eine kapazitive Verbindung z.B. durch eine isolierende Durchführung vorgenommen werden. Eine derartige Verbindung wird gewählt, wenn diese potentialfrei sein soll. Instead of the galvanic connection, as stated above, the wire loop 20 with the two capacitive radiation arms 17a and 17b via the spacers 19a and 19b may also be a capacitive connection e.g. be made by an insulating implementation. Such a connection is chosen if this is to be potential-free.

[0045] Falls die Antenne 15 nur für ein schmales Frequenzband verwendet werden soll, kann beispielsweise der Drehkondensator 22 weggelassen werden. Die Resonanzfrequenz wird dann massgeblich durch die Kapazität CE der kapazitiven Strahler 17a und 17b und der durch die Abstandshalter gebildeten Kapazität bestimmt. Eine geringfügige Frequenzvariation ist möglich, wenn die Kapazität CE durch eine Änderung der Abmessungen der elektrischen Strahler 17a und 17b oder deren Position verändert wird. In diesem Falle empfiehlt es sich, eine mechanische Justierung der kapazitiven Strahler vorzusehen. Eine Untermauerung obiger Ausführungen wird mit dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel vorgenommen. Eine Antenne 35 als Ausführungsvariante zur Antenne 15 hat einen quadratischen Rahmen 37 mit einer Seitenlänge von 75 cm; ergibt einen Umfang von 3 m. Jede Rahmenseite 39a bis 39d hat ein L-förmiges Aluminiumprofil, wobei das Aluminium eine Materialdicke von 2 mm und das Profil Flansche mit den Abmessungen von 50 mm bzw. 30 mm hat. Der Rahmen wirkt als eine einzige Windung der magnetischen Teilantenne. Im Rahmen 37 ist analog zur Kapazität 22 ein Drehkondensator 40 eingesetzt. Der Drehkondensator 40 kann in einem Kapazitätsbereich von 10 pF bis 65 pF eingestellt werden, wodurch die Antenne 35 einen einstellbaren Frequenzbereich von 14 MHz bis 30 MHz erhält. Für das Berechnungsbeispiel wird ein Kapazitätswert des Drehkondensators 40 von 65 pF gewählt, wodurch sich eine Resonanzfrequenz f vom 14 MHz ergibt. If the antenna 15 is to be used only for a narrow frequency band, for example, the rotary capacitor 22 may be omitted. The resonant frequency is then determined substantially by the capacitance CE of the capacitive radiators 17a and 17b and the capacitance formed by the spacers. A slight frequency variation is possible when the capacitance CE is changed by a change in the dimensions of the electric radiators 17a and 17b or their position. In this case, it is recommended to provide a mechanical adjustment of the capacitive radiator. Underpinning the above embodiments is made with the following embodiment. An antenna 35 as a variant of the antenna 15 has a square frame 37 with a side length of 75 cm; gives a circumference of 3 m. Each frame side 39a to 39d has an L-shaped aluminum profile, the aluminum having a material thickness of 2 mm and the profile having flanges with dimensions of 50 mm and 30 mm, respectively. The frame acts as a single turn of the magnetic sub-antenna. In the frame 37, a variable capacitor 40 is used analogously to the capacitance 22. The variable capacitor 40 can be set in a capacitance range of 10 pF to 65 pF, whereby the antenna 35 receives an adjustable frequency range of 14 MHz to 30 MHz. For the calculation example, a capacitance value of the rotating capacitor 40 of 65 pF is selected, resulting in a resonance frequency f of 14 MHz.

[0046] Die kapazitiven Strahler 41a und 41b analog zu den kapazitiven Strahlern 17a und 17b sind aus einem Aluminiumprofil mit einer jeweiligen Länge von 1,1 m hergestellt. Hieraus ergibt sich eine Strahlerlänge von 2,2 m. Die beiden Strahler 41a und 41b wurden neben dem Drehkondensator 40 mittels zweier Abstandshalter 43a und 43b (jeder 15 cm) ebenfalls aus Aluminium angeschlossen. Ein Verlustwiderstand RV dieser Antenne 35 ist aus der Messung der Bandbreite B0 der rein magnetischen Antenne (Rahmen 37 mit Drehkondensator 40, ohne die beiden kapazitiven Strahler 41a und 41b) auf RV= 0,15 Ω bestimmt worden. Für die Darstellung in den Diagrammen wurde die Gesamtlänge 1 der kapazitiven Strahler in einem Bereich von 0 bis 4 m variiert. The capacitive radiators 41a and 41b analogous to the capacitive radiators 17a and 17b are made of an aluminum profile with a respective length of 1.1 m. This results in a radiator length of 2.2 m. The two radiators 41a and 41b were connected next to the rotary capacitor 40 by means of two spacers 43a and 43b (each 15 cm) also made of aluminum. A loss resistance RV of this antenna 35 has been determined from the measurement of the bandwidth B0 of the purely magnetic antenna (frame 37 with rotary capacitor 40, without the two capacitive radiators 41a and 41b) to RV = 0.15 Ω. For the representation in the diagrams, the total length 1 of the capacitive radiators was varied within a range of 0 to 4 m.

[0047] Der Strahlungswiderstand RE des kapazitiven Strahlers, der Strahlungswiderstand RM des magnetischen Strahlers und der kapazitive Blindwiderstand XCEdes kapazitiven Strahlers lassen sich mittels bekannter Formeln der Antennentechnik wie folgt berechnen (siehe Rothammel (Antennenbuch, DARC-Verlag, 12. Auflage, Seiten 73, 333 und 429–431): RE = 197 · (Gesamtlänge der kap. Strahler / λ)<2> = 197 · (l / 21,4)<2> <>RM= 197 · (Umfang des magnetischen Strahlers /λ)<4> = 197 · (3 / 21,4)<4> = 0,076 Ω XCE = Mittlere Wellenimpedanz / tan (π · l / λ) = 400 / tan (3,14 · 1 / 21,4) The radiation resistance RE of the capacitive radiator, the radiation resistance RM of the magnetic radiator and the capacitive reactance XCE of the capacitive radiator can be calculated by means of known formulas of the antenna technology as follows (see Rothammel (Antennenbuch, DARC-Verlag, 12th edition, pages 73, 333 and 429-431): RE = 197 · (total length of the capillary radiator / λ) <2> = 197 · (l / 21,4) <2> <> RM = 197 * (perimeter of magnetic radiator / λ) <4> = 197 * (3 / 21.4) <4> = 0.076 Ω XCE = Mean Wave Impedance / tan (π.l / λ) = 400 / tan (3.14 x 1 / 21.4)

[0048] Mittels der Formeln (3), (4), (5) und (6) lassen sich PE/PM, W, B in Abhängigkeit von der Länge l der kapazitiven Strahler berechnen. <tb>l / λ<sep>PE/PM<sep>W<sep>B [kHz] <tb>0<sep>0<sep>0,34<sep>18 <tb>0,05<sep>0,03<sep>0,34<sep>18 <tb>0,1<sep>0,4<sep>0,41<sep>21 <tb>0,15<sep>1,94<sep>0,6<sep>30 <tb>0,2<sep>9,06<sep>0,78<sep>55By means of the formulas (3), (4), (5) and (6) can be PE / PM, W, B calculated as a function of the length l of the capacitive radiator. <tb> l / λ <sep> PE / PM <sep> W <sep> B [kHz] <Tb> 0 <sep> 0 <sep> 0.34 <sep> 18 <Tb> 0.05 <sep> 0.03 <sep> 0.34 <sep> 18 <Tb> 0.1 <sep> 0.4 <sep> 0.41 <sep> 21 <Tb> 0.15 <sep> 1.94 <sep> 0.6 <sep> 30 <Tb> 0.2 <sep> 9.06 <sep> 0.78 <sep> 55

[0049] Die Ergebnisse der Berechnungen sind in den Diagrammen der Fig. 11, 12 und 13grafisch dargestellt. The results of the calculations are shown graphically in the diagrams of Figures 11, 12 and 13.

[0050] Fig. 11 zeigt den Einfluss einer wirksamen Länge l der beiden kapazitiven Strahler 17a und 17b zusammen bezogen auf die Wellenlänge λ einer Resonanzfrequenz vom 14 MHz der Antenne 35. Auf der Ordinate ist das Verhältnis von abgestrahlter elektrischer zu abgestrahlter magnetischer Leistung PE/PM aufgetragen. Wie zu erwarten war, steigt der Wert des Leistungsverhältnisses von PE/PM überproportional mit der Länge l der Strahlerarme. 11 shows the influence of an effective length l of the two capacitive radiators 17a and 17b together with respect to the wavelength λ of a resonance frequency of 14 MHz of the antenna 35. The ordinate shows the ratio of radiated electrical to radiated magnetic power PE / PM applied. As expected, the value of the power ratio of PE / PM increases disproportionately with the length l of the radiator arms.

[0051] Fig. 11 kann wie folgt interpretiert werden: Falls die kapazitiven Strahler 17a und 17b die Länge null haben, wird nur magnetische Leistung abgestrahlt (PE = 0). Je länger die kapazitiven Strahler 17a und 17b im Vergleich zur Wellenlänge λ ausgelegt werden, desto höher wird der Anteil der elektrisch abgestrahlten Leistung PE. Ist PE/PM= 1, so wird gleich viel elektrische wie magnetische Leistung abgestrahlt; das ist bei einer Länge l / λ = 0, 124 (gestrichelte Linie in Fig. 11) der Fall. Bei dieser Strahlerlänge erzeugt die Antenne eine optimale Richtwirkung (maximale Richtwirkung). Die angefertigte Antenne erfüllte annähernd diese Bedingung. Messungen ergaben ein Vor-/Rückwärtsverhältnis von ca. 12 db. Fig. 11 can be interpreted as follows: If the capacitive radiators 17a and 17b are zero in length, only magnetic power is radiated (PE = 0). The longer the capacitive radiators 17a and 17b are designed compared to the wavelength λ, the higher the proportion of the electrically radiated power PE. If PE / PM = 1, the same amount of electrical and magnetic power is radiated; this is the case for a length l / λ = 0, 124 (dashed line in FIG. 11). With this radiator length, the antenna produces an optimal directivity (maximum directivity). The manufactured antenna almost fulfilled this condition. Measurements showed a forward / reverse ratio of about 12 db.

[0052] Der Wirkungsgrad W und die Bandbreite B in Kilohertz einer oben beschriebenen Antenne 35 in Abhängigkeit von einer auch hier auf die Wellenlänge λ genormte Strahlerlänge l / λ ist in Fig. 12 bzw. 13 dargestellt. Beide Kurven steigen über der Länge 1 überproportional. The efficiency W and the bandwidth B in kilohertz of an antenna 35 described above as a function of an also on the wavelength λ standardized radiator length l / λ is shown in Fig. 12 and 13, respectively. Both curves increase disproportionately over the length 1.

[0053] In den Fig. 14 und 15 sind Antennenvarianten 44 und 46 zu der in Fig. 5dargestellten Antenne 15 gezeigt. Die kapazitiven Strahler, hier mit 45a und 45b bzw. 47a und 47b bezeichnet, können verkürzt werden, indem wie in Fig. 14 angedeutet am jeweiligen Ende des Strahlers 45a bzw. 45b eine Endplatte 49a bzw. 49b angeordnet ist. Vorzugsweise wird man diese Platte 49a bzw. 49b kreisförmig ausbilden; es kann aber auch eine andere Kontur verwendet werden. In Fig. 14sind beide Platten 49a und 49b identisch ausgebildet. Es können jedoch auch unterschiedlich ausgebildete Platten verwendet werden und somit die Längen der beiden kapazitiven Strahler unterschiedlich lang ausgebildet sein. In Figs. 14 and 15, antenna variants 44 and 46 are shown to the antenna 15 shown in Fig. 5. The capacitive radiators, designated here by 45a and 45b or 47a and 47b, can be shortened by an end plate 49a or 49b being arranged at the respective end of the radiator 45a or 45b, as indicated in FIG. Preferably, this plate 49a or 49b will be circular in shape; but it can also be used a different contour. In Fig. 14, both plates 49a and 49b are formed identically. However, differently shaped plates can also be used, and thus the lengths of the two capacitive radiators can be of different lengths.

[0054] Anstelle der Endplatten 49a und 49b können die kapazitiven Strahler 47a und 47b, wie in Fig. 15angedeutet ist, auch in ihrem Umfang verändert, hier verdickt werden. Vorzugsweise wird man die Verdickungen kreiszylindrisch ausbilden. Es können jedoch auch andere Formen, wie beispielsweise in Stablängsrichtung angeordnete Platten, verwendet werden. Instead of the end plates 49a and 49b, the capacitive radiators 47a and 47b, as indicated in Fig. 15, are also changed in their circumference, thickened here. Preferably, the thickenings will form a circular cylinder. However, other shapes, such as plates arranged in a rod longitudinal direction, may be used.

[0055] Die kapazitiven Strahler 17a/b, 41a/b, 45a/b und 47a/b in den Fig. 5, 10, 14und 15befinden sich immer ausserhalb der Windung 20, 37, 50 und 51 des magnetischen Strahlers. Das muss aber nicht so sein. Ein Strahlungsarm 53a kann auch, wie bei einer in Fig. 16 dargestellten Antenne 52, innerhalb einer Windung 54 des magnetischen Strahlers angeordnet sein. Ein zweiter kapazitiver Strahler 53b verläuft parallel zum Strahler 53a. Die Fusspunkte beider Strahler 53a und 53b liegen beidseits der Anschlussorte eines Kondensators 55. The capacitive radiators 17a / b, 41a / b, 45a / b and 47a / b in Figs. 5, 10, 14 and 15 are always outside the winding 20, 37, 50 and 51 of the magnetic radiator. That does not have to be that way. A radiation arm 53a may also be disposed inside a turn 54 of the magnetic radiator, as in the case of an antenna 52 shown in FIG. 16. A second capacitive radiator 53b is parallel to the radiator 53a. The base points of both radiators 53a and 53b lie on both sides of the connection locations of a capacitor 55.

[0056] In den in Fig. 5, 10 und 14 bis 16skizzierten Antennen sind jeweils zwei fluchtende oder parallel zueinander liegende kapazitive Strahler 17a/b, 41a/b, 45a/b, 47a/b und 53a/b vorhanden. Auch das muss nicht sein. Es kann auch mit nicht parallelen kapazitiven Strahlern 57a und 57b, wie in einer Antennenvariante 58 in Fig. 17 dargestellt ist, gearbeitet werden. Dieser kapazitive Strahler 57 ist hier zudem nicht in unmittelbarer Nähe eines Drehkondensators 59 angeordnet. In Fig. 17hat der magnetische Strahler eine quadratische Windung 60. Diese Windung kann jedoch auch, wie in den Fig. 5, 14und 15angedeutet, kreisförmig sein. In Fig. 17stehen die beiden kapazitiven Strahler 57a und 57b unter einem Winkel von 90° zueinander. Auch dies muss nicht sein, wie eine weitere Antennenvariante 62 in Fig. 18 zeigt, in der zwei kapazitive Strahler 61a und 61b einen von 90° und von einer parallelen bzw. fluchtenden Anordnung abweichenden Winkel miteinander haben. In the sketched in Fig. 5, 10 and 14 to 16 antennas each two aligned or parallel capacitive radiator 17a / b, 41a / b, 45a / b, 47a / b and 53a / b are present. That too does not have to be. It is also possible to work with non-parallel capacitive radiators 57a and 57b, as shown in an antenna variant 58 in FIG. 17. This capacitive radiator 57 is also not arranged in the immediate vicinity of a rotary capacitor 59 here. In Fig. 17, the magnetic radiator has a square winding 60. However, as indicated in Figs. 5, 14 and 15, this winding may also be circular. In Fig. 17, the two capacitive radiators 57a and 57b are at an angle of 90 ° to each other. Again, this need not be the case, as another antenna variant 62 in FIG. 18 shows, in which two capacitive radiators 61a and 61b have an angle different from 90 ° and deviating from a parallel or aligned arrangement.

[0057] In Fig. 17 sind die beiden kapazitiven Strahler 57a und 57b als Seitenverlängerungen der quadratischen Windung 60 des magnetischen Strahlers ausgebildet. Diese Seitenverlängerungen können nun, wie anhand einer weiteren Antennenvariante 64 in Fig. 19 dargestellt ist, auch derart ausgebildet sein, dass die kapazitiven Strahler 63a und 63b miteinander fluchten. In Fig. 17, the two capacitive radiators 57a and 57b are formed as side extensions of the square turn 60 of the magnetic radiator. These side extensions can now also be designed such that the capacitive radiators 63a and 63b are aligned with one another, as illustrated by a further antenna variant 64 in FIG. 19.

[0058] In den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen liegen der magnetische und der kapazitive Strahler in einer Ebene. Auch das muss nicht sein. In Fig. 20ist mit Blickrichtung von oben, also in der Zeichnungsebene der vorgängigen Beispiele von der oberen Blattseite nach unten, eine weitere Antennenvariante 68 dargestellt. Eine Windung des magnetischen Strahlers erscheint nun lediglich als Strich 65, wobei die durch die Zeichnungsebene nach hinten verlaufenden Windungsteile zur dreidimensionalen Verdeutlichung als Pfeilende 66a und 66b gekennzeichnet sind. Neben einem Drehkondensator 67 verlaufen hier zwei kapazitive Strahler 69a und 69b in einer Ebene senkrecht zu einer Ebene, in der die Windung 65 des magnetischen Strahlers liegt. In the exemplary embodiments illustrated so far, the magnetic and capacitive radiators lie in one plane. That too does not have to be. In Fig. 20ist view from above, so in the drawing plane of the previous examples from the upper leaf side down, another antenna variant 68 is shown. One turn of the magnetic radiator now appears only as a line 65, wherein the winding parts extending to the rear through the plane of the drawing are marked as arrow ends 66a and 66b for three-dimensional clarification. In addition to a variable capacitor 67, two capacitive radiators 69a and 69b extend in a plane perpendicular to a plane in which the winding 65 of the magnetic radiator lies.

[0059] In Fig. 21 ist eine weitere Antennenausführungsvariante 70 gezeigt, bei der die beiden kapazitiven Strahler 71a und 71b in parallelen Ebenen zur Ebene des magnetischen Strahlers derart angeordnet sind, dass die Ebene des magnetischen Strahlers 72 zwischen den beiden Ebenen der kapazitiven Strahler liegt. In Fig. 21, a further antenna embodiment variant 70 is shown, in which the two capacitive radiators 71a and 71b are arranged in parallel planes to the plane of the magnetic radiator such that the plane of the magnetic radiator 72 is located between the two planes of the capacitive radiator ,

[0060] In Fig. 22 ist eine Antennenanordnung 75 für beispielsweise Resonanzfrequenzen oberhalb 300 MHz dargestellt. Eine quadratische Windung 73 und zwei kapazitive Strahler 74a und 74b sind hier als Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung 85 ausgeführt. Als Kapazität 76 wirken hier die beiden benachbarten Zuleitungen 83a und 83b zu den zwei kapazitiven Strahlern 74a und 74b. Bei jedem Übergang einer Zuleitung 83a bzw. 83b in die quadratische Windung 73 des magnetischen Strahles ist ein Durchbruch 84a bzw. 84b in der gedruckten Schaltung ausgebildet. Die beiden Durchbrüche 84a und 84b sind Steckanschlüsse für einen kapazitiven Trimmer zur Feinabgleichung der Resonanzfrequenz f. Eine Energieeinspeisung in die Antenne 75 erfolgt am Anschluss 81a und eine Erdung am Anschluss 81b. FIG. 22 shows an antenna arrangement 75 for, for example, resonance frequencies above 300 MHz. A square winding 73 and two capacitive radiators 74a and 74b are embodied here as printed circuit traces of a printed circuit 85. As a capacitance 76, the two adjacent supply lines 83a and 83b act here to the two capacitive radiators 74a and 74b. At each transition of a feed line 83a or 83b into the square winding 73 of the magnetic beam, an opening 84a or 84b is formed in the printed circuit. The two openings 84a and 84b are plug-in connections for a capacitive trimmer for fine adjustment of the resonance frequency f. Power is fed to antenna 75 at port 81a and ground at port 81b.

[0061] Die Anschlüsse für den kapazitiven Trimmer müssen nicht als Durchbrüche ausgebildet sein; es können lediglich Lötpunkte vorhanden sein. The connections for the capacitive trimmer need not be formed as breakthroughs; only soldering points can be present.

[0062] Die die Resonanzfrequenz f bestimmende Kapazität kann durch eine entsprechende Anordnung der Zuleitungen zu den Strahlungsarmen erzeugt werden. Oftmals ist jedoch ein Feinabgleich dieser Resonanzfrequenz f gewünscht. Ein Feinabgleich kann nun, wie oben bei der Antenne 75 beschrieben, mit dem eingelöteten kapazitiven Trimmer vorgenommen werden. Weitere kapazitive Trimmer sind in den Fig. 5, 10, 14, 15, 17bis 21 und 23 angedeutet. The capacitance determining the resonant frequency f can be generated by a corresponding arrangement of the supply lines to the radiation arms. Often, however, a fine adjustment of this resonance frequency f is desired. A fine adjustment can now, as described above for the antenna 75, be made with the soldered capacitive trimmer. Further capacitive trimmers are indicated in FIGS. 5, 10, 14, 15, 17 to 21 and 23.

[0063] Die in Fig. 5 dargestellte Antenne 15 kann jedoch derart abgeändert werden, dass der Drehkondensator 22 (kapazitiver Trimmer) entfernt wird und die beiden nun entstehenden freien Enden 87a und 87b der Windung 20 zur mechanischen Stabilität mit einer isolierenden (nicht dargestellten) Lasche verbunden werden. Auf dem Abstandshalter 19b etwa in dessen unterem Drittel wird senkrecht zur Ausdehnung des Abstandshalters 19b eine (nicht dargestellte) Platte angeordnet. Auf dem Abstandshalter 19a wird eine weitere (ebenfalls nicht dargestellte), entlang des Abstandshalters verstellbare Platte angeordnet, wobei diese Platte über die Platte auf den Abstandshalter 19b greift. Zur Feinabstimmung der Resonanzfrequenz f wird nun der Abstand der beiden Platten gegeneinander verändert, wobei der Kapazitätswert umso grösser ist, je grösser die Plattenausdehnung ausgebildet ist und je kleiner deren gegenseitiger Abstand ist. Es kann nun eine der Platten auf dem betreffenden Abstandshalter fixiert sein, während die andere auf ihrem Abstandshalter verschiebbar, über eine Klemmhalterung fixierbar ausgebildet ist. Sofern die Resonanzfrequenz f nicht allzu hoch gewählt ist, können die Abstandshalter 19a und 19b als Gewindestangen ausgebildet sein, auf denen dann beide oder nur eine der Platten durch Verdrehen in der Lage veränderbar ist bzw. sind. However, the antenna 15 shown in FIG. 5 can be modified such that the rotary capacitor 22 (capacitive trimmer) is removed and the two now resulting free ends 87a and 87b of the winding 20 for mechanical stability with an insulating (not shown) Lasche be connected. On the spacer 19b approximately in its lower third is perpendicular to the extension of the spacer 19b (not shown) plate arranged. On the spacer 19a another (also not shown), along the spacer adjustable plate is arranged, which plate engages over the plate on the spacer 19b. In order to fine-tune the resonant frequency f, the distance between the two plates is changed relative to one another, the capacitance value being greater, the greater the plate extension is formed and the smaller is their mutual distance. It can now be fixed to one of the plates on the spacer in question, while the other on its spacer slidably formed via a clamp mount is formed. If the resonant frequency f is not selected to be too high, the spacers 19a and 19b can be formed as threaded rods, on which both or only one of the plates can then be changed by turning in the position.

[0064] Bildet man die Platten als Laschen aus, so kann der Kapazitätswert auch durch ein gegeneinander Verschwenken der Laschen verändert werden. If the plates are formed as tabs, the capacitance value can also be changed by pivoting the tabs against each other.

[0065] Die kapazitiven Strahler sollten in der Nähe der Anschlussorte des Drehkondensators angeordnet sein; d.h. die elektrischen Anschlussorte (z.B. Abstandshalter) 78a und 78b des kapazitiven Strahlers 79 sollten in der Nähe der Fusspunkte 77a und 77b des Drehkondensators 79 liegen (Fig. 23). Sie können jedoch auch in einem Abstand von den Fusspunkten 77a und 77b entfernt, also im Bereich A1 und A2 angeordnet werden. Vorzugsweise wird man einen symmetrischen Abstand wählen Es ist nicht sinnvoll, die Anschlussorte zwischen den Energieeinspeisungspunkten 80a und 80b anzuordnen; also nicht zwischen den Punkten 24 bzw. 80a und dem Erdungspunkt 23b bzw. 80b. Eine Verschiebung der Anschlussorte verändert die an den kapazitiven Strahlern liegende HF-Spannung. Je grösser ein Abstand von den Punkten 24 bzw. 80a und 23a bzw. 80b gewählt ist, desto grösser ist der Impedanzwert. The capacitive radiators should be arranged in the vicinity of the connection locations of the variable capacitor; i.e. the electrical connection locations (e.g., spacers) 78a and 78b of the capacitive emitter 79 should be near the foothills 77a and 77b of the variable capacitor 79 (Figure 23). However, they can also be arranged at a distance from the foot points 77a and 77b, ie in the region A1 and A2. Preferably, one will choose a symmetrical distance. It is not useful to arrange the connection locations between the power feed points 80a and 80b; so not between the points 24 and 80a and the grounding point 23b and 80b. A shift in the connection locations changes the RF voltage applied to the capacitive radiators. The greater a distance from the points 24 or 80a and 23a or 80b is chosen, the greater the impedance value.

Claims

An antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 68, 70, 75) characterized by a combination of at least one magnetic radiator (7, 11, 20, 22, 39a-39d, 40; 50, 51, 73) having at least one capacitive radiator (1; 3a, 3b; 17a, 17b; 41a, 41b; 45a, 45b; 47a, 47b; 61a, 61b; 74a, 74b).

2. Antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 68, 70, 75) according to claim 1, characterized in that one of the capacitive radiators (1; 3a, 3b; 17a, 17b; 41a , 41b, 45a, 45b, 47a, 47b, 61a, 61b, 74a, 74b) are connected to the periphery of at least one of the magnetic radiators (7, 11, 20, 22, 39a-39d, 40, 50, 51, 73) ,

3. antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 68, 70, 75) according to claim 1 or 2, characterized by a structural design with a plane of symmetry concerning the at least one capacitive radiator (3a, 3b 17a, 17b, 41a, 41b, 45a, 45b, 47a, 47b, 61a, 61b, 74a, 74b) and the at least one magnetic radiator (7, 11, 20, 22, 39a-39d, 40, 50, 51, 21, 23a, 23b, 24, 81a, 81b) and preferably a tunable additional capacitance, the energy supply (13, 14a, 14b; 21, 23a, 23b, 24, 81a, 81b), and in particular the additional capacity and an additional capacity tuning means do not have the plane of symmetry.

4. antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 68, 70, 75) according to one of claims 1 to 3, characterized by a capacitance of the at least one magnetic radiator, which by the capacity of at least a capacitive radiator is formed.

5. antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 75) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one magnetic and at least one capacitive radiator in mutually parallel planes, preferably in the same Plane, are arranged, wherein preferably geometrical dimensions of the capacitive and one of the magnetic radiator are selected such that a predetermined, in particular maximum forward / Rückwärtsstrahlungsverhältnis can be achieved.

6. antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 62, 64, 68, 70, 75) according to one of claims 1 to 5, characterized by a coupled in the at least one magnetic radiator energy supply (21).

7. antenna (15, 35, 44, 46, 52, 58, 64, 68, 70, 75) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one capacitive radiator as a two-armed radiator (17a, 17b, 41a, 41b, 45a, 45b, 47a, 47b, 53a, 53b, 57a, 57b, 63a, 63b, 69a, 69b, 71a, 71b, 74a, 74b), the radiation arms being parallel to one another.

The antenna (44, 46) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the radiation arms (45a, 45b; 47a, 47b) of the at least one capacitive radiator has a rod-shaped initial part electrically connected to at least one of the magnetic radiators and an end portion, wherein the outer contour (49a, 49b, 47a, 47b) of the end portion is enlarged from the outer contour of the initial portion to reduce a longitudinal extent (1a, 1b) of the capacitive radiation arm.