DE1010125B - Antennensystem fuer sogenannte sprechende Drehfunkfeuer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind sogenannte sprechende Drehfunkfeuer bekannt, welche mit einem Antennensystem arbeiten:, das aus drei als Antennengruppen ausgebildeten Antenneneinheiten zusammengesetzt ist, die an einem gemeinsamen, rotierenden, senkrechten Mast angeordnet sind, und zwar zwei Antenneneinheiten, derart, daß sie in einer zur Achse des Mastes senkrechten Ebene sehr scharfe, entgegengesetzt gerichtete keulenförmige Richtcharakteristiken aufweisen. Die dritte Antenneneinheit ist dabei derart angeordnet, daß ihre 8-förrnige Richtcharakteristik zur Abstrahlung eines Deckfeldes hauptsächlich die Bereiche zwischen den beiden Keulen der beiden anderen Antennen ausfüllt. Die drei Antennen sind dabei als Dipolantennengruppen gebildet.

Mit der beschriebenen Antenne wird bezweckt, zwei verschiedene Richtungsangaben während der Drehung des Antennensystenrs auszusenden. Diese Richtungsangaben bestehen vorzugsweise nach der angenommenen internationalen Praxis aus den Angaben der Zahl von 10° Peilung auf dem Funkfeuer. Ist z. B. diese Peilung 80°, so¹ sendet die eine der beiden ersterwähnten Dipolantennen die Peilangabe »Null-Acht«, während die andere, welche ja 180° davon gerichtet ist, entweder gleichzeitig die Peilangabe »Zwei-Sechs« sendet, oder aber sie kann unmittelbar vor der ersterwähnten Sendung die Peilangabe »Zwei-Fünf« und unmittelbar danach die Peilangabe »Zwei-Sieben« senden.

Bei dem bekannten Antennensystem sind die beiden betreffenden Dipolantennen parallel angeordnet, und zwar in einem Abstand von einer viertel Wellenlänge. Es wurde angenommen, daß auf Grund der bekannten Eigenschaften: von sogenannten Breitwinkelantennen eine zufriedenstellende Abschirmung der Sendung der einen Antenne in der Richtung der anderen Antenne erreicht wird. Dies trifft auch, im allgemeinen zu, falls die Antennen, wie. bekannt, in symmetrischer Weise ausgeführt sind; aber mit symmetrischen Dipolantennen erhält man im allgemeinen nicht die erwünschte Form der sogenannten Zigarrencharakteristik der betreffenden Antennen, sondern um diese Charakteristik zu erreichen, ist es oft erforderlich, die Antennen etwas unsymmetrisch zu gestalten.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, die durch Versuche mit dem bekannten Antennensystem gewonnen wurde, daß, falls die Antennen unsymmetrisch ausgestaltet werden, die obenerwähnte zufriedenstellende Abschirmung im allgemeinen, nicht ohne weiteres zu erreichen ist.

Dies hat insbesondere große Bedeutung in dem Falle, daß das Funkfeuer beweglich ist, so daß es von Fall zu Fall an verschiedenen Stellen angeordnet wird. Man kann dann im allgemeinen nicht ver-

Antennensystem
für sogenannte sprechende Drehfunkfeuer

Anmelder:

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulator,
Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 1. März 1952

Dipl.-Ing. Carl-Erik Granqvist, Lidingö (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

meiden, daß Gehäuse, Terrainbildungen u. dgl. gegeben sein können, die eine nicht erwünschte Reflexion der in der einen Richtung ausgesandten Welle bewirken, SO' daß diese Welle auch in der anderen Richtung wahrnehmbar wird. Um diese reflektierte Welle weitmöglichst zu überstimmen, läßt man dann die beiden Antennen ihre Richtungsangaben gleichzeitig aussenden. Dabei ist es auch von besonders großer Bedeutung, daß die Direktaussendung der nicht erwünschten Welle so schwach wie möglich und weitmöglichst auf Null herabgesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird eine geerdete Schirmwand zwischen den beiden Dipolantennengruppen angeordnet, die Felder mit scharfen Richtcharakteristiken erzeugen. Vorzugsweise haben dann die beiden; die scharfen Richtcharakteristiken aufweisenden Antennen in unter sich parallelen Ebenen die Schirmwand in einem Abstand von annähernd einem Viertel einer Wellenlänge von diesen Antennen. Empirisch ist dabei festgestellt worden, daß man eine besonders gute Form der Charakteristik erhält, unter gleichzeitigem Ausschließen der nicht erwünschten Sendung von der anderen Antenne, wenn die Flächenantennen aus um den Mast symmetrisch, gelegenen Dipolantennen bestehen, und zwar aus einer Dipolantenne auf jeder Seite des Mastes in einem Viertel einer Wellenlänge Abstand von diesem, einer Dipolantenne auf jeder Seite des Mastes in einer halben Wellenlänge Abstand von diesem und einer weiteren Dipolantenne

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auf jeder Seite des Mastes in neun Achtel Wellenlänge Abstand von diesem. ...... . ■ .

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der Zeichnung zu entnehmen, in der Fig. 1 ein Felddiagramm der Antennen,

Fig. 2 in Parallelperspektive das ganze Antennensystem,

Fig. 3 ein Schema der Anordnung der Dipolantennen, von oben gesehen, mit einem Teil der Speiseleitungen,

Fig. 4 einen aus isolierendem Material ausgeführten Träger für die Antennen zeigt.

Die Antennenanlage gemäß Fig. 2 ist aus drei ver-

Antennengruppe besteht aus den beidenDipolantennen 22 und 23, von denen jede in derselben Weise wie die Antennen der Gruppen 10 und 11 angeordnet ist, d.h., die beiden Antennenstäbe sind voneinander isoliert und sowohl, mechanisch wie auch elektrisch an je einen Kupplungskopf 24 bzw.' 25 angeschlossen. Die Antennen werden von einem Teil 26 des Trägers getragen, welcher mit dem Mast 19 verbunden ist, so daß er mit diesem rotiert.

Die Längen der verschiedenen Antennenstäbe sind von für die Charakteristiken 12,13., 20 und 21 entscheidender Bedeutung. Obgleich es sich in praktischen Versuchen gezeigt hat, daß jede gute Flächenantenne für die Antenne 10 oder 11 und jede gute doppe!-

schiedenen Antennen und einer Schirmwand zu- *5 polige Dipolantenne für die Antenne 22-23 benutzt sammengesetzt. Zwei von diesen Antennen, 10 bzw. werden kann, ist es vorteilhaft, in der Konstruktion

die Abmessungen in praktischen Versuchen so zu bestimmen, daß sich im wesentlichen die Diagramme ergeben, die in Fig. 1 angegeben sind. Zur Erklärung

Damit die Antenne 10 nur ein Feld nach dem Richtdiagramm 12 und die Antenne 11 nur ein Feld nach dem Diagramm 13 sendet, ist zwischen den beiden Antennen 10 und 11 eine geerdete Schirmwand 14 angeordnet.

Jede Dipolantenne in dem Antennensatz 10 oder 11 besteht aus zwei Stäben, z. B. den Stäben 15 und 16, welche unter sich isoliert und mit einem Kupplungskopf 17 verbunden sind, der die Aufgabe hat, sowohl

11, haben Feldcharakteristiken von zigarrenähnlicher
Form, sie sind in Fig. 1 mit 12 bzw. 13 bezeichnet.
Diese Feldcharakteristiken zeigen normalerweise gewisse seitliche Zipfel. Da aber bei der Anordnung 20 dieser Abmessungsverhältnisse wird auf Fig. 3 hinnach der Erfindung diese seitlichen Zipfel nur sehr gewiesen.

niedrige Feldstärke haben, so daß sie die normale In dieser Figur sind sämtliche Dipolantennenstäbe

Sendung nicht wesentlich stören, und außerdem in in der Ansicht von oben dargestellt. Damit indessen solche Richtungen strahlen, die durch das Deckfeld die Antennenstäbe 22 und 23 nicht die Darstellung bedeckt sind, sind sie in Fig. 1 nicht eingezeichnet. 25 der in den Antennengruppen 10 und 11 enthaltenen

Stäbe verwirren, sind sie nicht oberhalb, sondern neben diesen gezeichnet. Die Schirmwand 14 ist in diesemAusführungsbeispiel aus 21 Stäben zusammengesetzt, die in einer Ebene parallel nebeneinander mit einem Abstand von einem Achtel einer Wellenlänge angeordnet sind. Es ist zweckmäßig, auch die übrigen vorhandenen Abstände in Aohteln einer Wellenlänge auszudrücken. Der zur Ebene der Schirmwand 14 senkrechte Abstand zu jeder Ebene der Antennen 10

die beiden Stäbe der Dipolantenne zu tragen wie auch 35 und 11 beträgt dabei zwei Achtel. Die Antennenstäbe die Stromzufuhr zu ihnen zu vermitteln. In Fig. 2 ist sind symmetrisch um den Mast gruppiert, der mit zwecks Vereinfachung der Darstellung der Kupp- dem Kreis 19 angedeutet ist. In dem links in Fig. 3 lungskopf nur für die beiden Antennenstäbe 15 und liegenden Teil der Antennengruppe 10 ist somit die 16 gezeichnet. Sämtliche Kupplungsköpfe werden Dipolantenne 26 mit zwei Achtel Abstand von der durch Teile, z. B. den Stab 18, eines Trägers aus 4° zentralen Ebene 28 angeordnet. In einem weiteren vorzugsweise isolierendem Material getragen. Trocke- Abstand von zwei Achteln ist die Dipolantenne 27 nes Holz, beispielsweise Eichenholz, hat sich für angeordnet, und schließlich ist die ebenfalls in Fig. 2 diesen Zweck völlig zufriedenstellend bewährt. Der gezeigte Dipolantenne 15 in einem Abstand von fünf Träger sitzt an einem senkrechten Mast 19, der sich Achteln von der Dipolantenne 27 angeordnet. Sämtin einem gegebenen Verhältnis synchron mit einer 45 liehe Dipolstäbe in den Antennen 10, 11 und 22-23 Sprechmaschine oder einem anderen Zeichengeber zur haben eine Länge von vier Achteln der Wellenlänge. Erzeugung der Peilangaben dreht. Diese Einzelheit Die ganze Dipolantenne hat somit acht Achtel Wellenist jedoch kein Gegenstand der vorliegenden Er- länge als mechanische Länge oder, mit anderen findung. Worten, ihre mechanische Gesamtlänge ist gleich

Zwischen den beiden in dieser Weise ausgebildeten 50 einer Wellenlänge.

Antennengruppen ist die geerdete Schirmwand 14 an- Die Schirmwand ist aus Stäben von zwölf Achtel

geordnet. Sie ist auch aus einer Anzahl von Stäben 16 Länge ausgeführt. Sie sind derart angebracht, daß sie zusammengesetzt. Diese Stäbe sind aber unter sich in der Mitte oder sonstwie getragen werden, so daß leitend verbunden, so daß eine zusammenhängende sie ebenso hoch über die Ebene durch die oberen Erdpotentialfeldebene dann erhalten wird, wenn die 55 Enden der Dipolantennenstäbe hinaufragen, wie sie Schirmwand geerdet wird. nach unten, unter die Ebene durch die unteren Enden

Hierdurch werden die beiden Antennen 10 und 11 der Stäbe reichen.

wirksam gegeneinander abgeschirmt, so daß der eine In der schematischen Fig. 2 ist der Träger, der die

Satz nur in der einen Richtung und der andere nur in Stäbe der Antennengruppen 10 und 11 und der der anderen Richtung strahlt, so wie es aus den Dia- 6° Schirmwand 14 trägt, so dargestellt worden, als ob grammen 12 und 13 in Fig. 1 ersichtlich ist. er aus einem einzigen· horizontalen Stab bestehe. In

der Praxis ist es indessen nicht möglich, diese Stäbe in ihrer richtigen Lage mit der erforderlichen Stabilität nur durch eine solche Anordnung zu halten, ins-

tungsdiagramm des Deckfeldes ist in Fig. 1 mit 20 65 besondere deshalb, weil sich die Antennenanlage mit bzw. 21 bezeichnet. Dieses Diagramm besteht somit einer ziemlich großen Drehzahl dreht und außerdem

der Einwirkung von Gewitter und Wind ausgesetzt ist. Es ist deshalb zweckmäßiger, diesen Träger in der Form von wenigstens zwei in verschiedener Höhe

Oberhalb' der beiden Antennen und der zwischen ihnen angeordneten Schirmwand befindet sich, die Antennengruppe, die das. Deckfeld erzeugt. Das Rich-

aus zwei breiten, flachen Keulen, deren äußere Teile zusammen mit den Spitzen der Keulen 12 und 13 vorzugsweise auf einer Kreislinie liegen, wie sie durch

die strichpunktierte Linie angedeutet wird. Diese 7° angebrachten Stützmitteln auszuführen, die von der

Welle getragen werden.. Beispielsweise können die Stützmittel einen gegenseitigen Abstand von zwei Achteln der Wellenlänge haben, dieser Abstand ist aber selbstverständlich nicht von elektrischer Bedeutung. Die eine Hälfte eines solchen Stützmittels wird in Fig. 4 gezeigt. Es wird durch einen Mittelstab 29 von vorzugsweise gut isolierendem Material, wie z. B. Eichenholz, gebildet, der mit Hilfe von Klammern 30 auf dem Mast 19 befestigt ist. Der Mittelstab 29 trägt verteilt eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen 31 für die Stäbe der. Schirmwand 14 sowie außerdem eine Anzahl von senkrecht hinausragenden Streben 32, 33 und 34 zur Unterstützung der Antennengruppen.

Die Speiseleitungen zu den Antennen, die als Koaxialkabel ausgeführt sind, sind im Inneren des als Rohrwelle ausgeführten Mastes 19 geführt. Sie laufen durch Löcher hinaus und führen zu den verschiedenen Kupplungsköpfen 17, welche unter der Voraussetzung, daß zwei Stützmittel nach Fig. 4 angeordnet sind und daß die Antenne völlig symmetrisch ist, frei schwebend zwischen den beiden Stützmitteln liegen werden. Dies verursacht indessen keine schwachen Stellen in der Anordnung, da die Kupplungsköpfe ja durch die Stäbe der Antennen getragen werden, welche in ihrer Reihe durch die Streben 32, 33 und 34 abgestützt sind.

Die Teile der Speiseleitungen, die vom Hohlmast zu den Dipolstäben führen, erfordern eine gewisse Aufmerksamkeit. Es sei daran erinnert, daß es sich hier um kurze Wellenlängen handelt, wo die eigene Länge der Leitung eine wesentliche Rolle spielt. Es ist deshalb wichtig, daß die Spannungen den: verschiedenen Dipolantennenstäben, die in eine bestimmte Richtung strahlen, in derselben Phasenlage zugeführt werden. Deshalb müssen die Speiseleitungen gleich lang sein. Falls sie langer als der kürzeste Weg von einem Zweigpunkt zu dem betreffenden, Kupplungskopf sind, dann können die Leitungen in Buchten oder Windungen geführt werden. Ungeeignete induktive Blindwiderstände oder andere Störungen können nicht auftreten, falls die Leitungen, wie oben erwähnt, als Koaxialleiter ausgeführt werden.

Mit punktierten Linien ist in Fig. 3 gezeigt, wie die Speiseleitungen gezogen werden können. Es sei angenommen, daß der Punkt 35, wo sich die von dem Sender kommende Leitung 36 verzweigt, in einer Kupplungsbüchse am Mast 19 selbst gelegen ist, obgleich er zur besseren Deutlichkeit seitlich von diesem eingezeichnet worden ist.

Vom Punkt 35 gehen zwei Leitungen aus, welche eine Länge von vier Achteln der Wellenlänge haben.

Diese beiden Zweigleitungen 37 und 38 führen zu Schaltungspunkten 39 bzw. 40, wo sie sich, je für sich in weitere drei Zweigleitungen aufteilen, welche zu den betreffenden Kupplungsköpfen an den Dipolantennen gehen, Die letzterwähnten Zweigleitungen haben eine Länge von sechs Achteln einer Wellenlänge.

Obgleich empirische Versuche gezeigt haben, daß eine sehr vorteilhafte Form der verschiedenen vorkommenden Charakteristiken erhalten wird¹, wenn die Antennen in der oben im einzelnen beschriebenen Weise bemessen sind, ist die Erfindung nicht auf diese konstruktive Anordnung beschränkt, sondern verschiedene Abwandlungen können im Rahmen der Erfindung liegen. Es ist für die Ausübung der Erfindung sogar nicht von besonderer Bedeutung, daß die Antennen aus Dipolantennen bestehen, sondern man könnte ebensogut andere Arten von an sich bekannten Richtantennen benutzen, die ein Diagramm, ähnlich

ao dem in Fig. 1 angegebenen, ergeben.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Antennensystem für sogenannte sprechende Drehfunkfeuer, das aus drei als Antennengruppen ausgebildeten Antenneneinheiten zusammengesetzt ist, die an einem gemeinsamen, rotierenden, senkrechten Mast angeordnet sind, und zwar zwei Antenneneinheiten, derart, daß sie in einer zur Achse des Mastes senkrechten Ebene sehr scharfe, entgegengesetzt gerichtete keulenförmige Richtcharakteristiken aufweisen, und die dritte Antenneneinheit, derart, daß ihre 8-förmige Richtcharakteristik hauptsächlich die Bereiche zwischen den beiden Keulen der beiden anderen Antennen ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß eine geerdete Schirmwand (14) zwischen den beiden Antennen (10, 11) angeordnet ist, die Felder mit scharfen Richtcharakteristiken (12; 13) erzeugen.

2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der beiden die scharfen Richtcharakteristiken aufweisenden! Antennen (10, 11) in unter sich parallelen Ebenen die Schirmwand (14) einen Abstand von annähernd einem. Viertel einer Wellenlänge von diesen Antennen hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 21939 VIII a/21 a*; Bergmann, L., und H. Lassen, Ausstrahlung, Ausbreitung¹ und Aufnahme elektromagnetischer Wellen, Berlin, 1940, S. 69 bis 71.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 548/317

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