DE1020066B

DE1020066B - Tubular or trap-shaped linear antenna

Info

Publication number: DE1020066B
Application number: DED19831A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Heinz Bohnenstengel
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1955-02-19
Filing date: 1955-02-19
Publication date: 1957-11-28

Description

Es ist bekannt, daß kurze Linearantennen, beispielsweise symmetrische Dipole, nur innerhalb eines engen Frequenzbereiches mit gutem Wirkungsgrad verwendbar sind. Die günstigste Gesamtlänge eines Dipols ist von der Größenordnung der jeweiligen Wellenlänge. Es ist ferner bekannt, daß die Antenne dadurch für einen größeren Wellenbereich geeignet gemacht werden kann, daß auf ihr fortschreitende Wellen erzwungen werden. Dieser Zweck wird durch eine hinreichende Vergrößerung der Strahlungsverluste und durch eine große Antennenlänge oder durch Belastung mit einem geeigneten Abschlußwiderstand erreicht. Im allgemeinen werden beide Möglichkeiten miteinander vereinigt; stets handelt es sich dabei aber um sogenannte Langdrahtantennen, wie z. B. die Beverage-Antenne, oder um konstruktiv besonders leicht abschließbare Rhombusantennen. Die als sogenannte Faltdipole bekannten Antennen erfüllen weder den dem Erfindungsgedanken zugrunde liegenden Zweck, noch sind sie elektrisch in der Lage, den hierzu erforderlichen Vorbedingungen zu genügen. . Kurze Linearantennen, wie z. B. symmetrische Dipole oder geerdete Vertikalantennen, weisen auch bei größerem Durchmesser ihrer Leiter keine ausreichende Strahlungsdämpfung auf, um ausschließlich fortschreitende Wellen zu gewährleisten. Aus diesem Grunde werden nach bekannten Verfahren zusätzliche Dämpfungswiderstände längs des Antennenleiters und vorzugsweise in der Nähe des freien Antennenendes angeordnet, beispielsweise indem der Antennenleiter rohr- oder reusenförmig ausgeführt wird, so daß in seinem Innern z. B. eine mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossene Rohrleitung untergebracht werden kann. Derartige Längsbedämpfungen setzen aber für eine vollständige Reflexionsfreiheit des Strömungsvorganges Widerstandswerte voraus, welche von der Größenordnung des doppelten örtlichen Wellenwiderstandes der Antenne sind.It is known that short linear antennas, for example symmetrical dipoles, only within a narrow one Frequency range can be used with good efficiency. The most favorable total length of a dipole is of the order of magnitude of the respective wavelength. It is also known that the antenna thereby for a larger wave range can be made suitable that on her advancing waves are forced. This purpose is achieved through a sufficient increase in the radiation losses and through a large antenna length or by loading with a suitable terminating resistor. Generally both will Possibilities united with one another; but it is always about so-called long wire antennas, such as. B. the beverage antenna, or rhombus antennas that are particularly easy to lock. The so-called Antennas known from folded dipoles neither fulfill the purpose underlying the concept of the invention, nor are they electrically capable of satisfying the necessary preconditions for this. . Short linear antennas, such as B. symmetrical dipoles or grounded vertical antennas, have a larger diameter their conductors do not have sufficient radiation attenuation to ensure only advancing waves. For this reason, according to known methods, additional damping resistors are used along the antenna conductor and preferably arranged in the vicinity of the free antenna end, for example by the Antenna conductor is tubular or trap-shaped, so that in its interior z. B. one with its wave resistance closed pipeline can be accommodated. Such longitudinal damping set but for a complete freedom from reflection of the flow process resistance values are preceded by the Are of the order of magnitude of twice the local wave impedance of the antenna.

Die vollständige Lösung des Problems bedingt eine dem Strahlungsfeld weitgehend entzogene Querverbindung zwischen den Dipolenden bzw. zwischen dem oberen Ende einer Vertikalantenne und der Erde, wobei diese Querverbindung einen inneren Widerstand von der Größe des örtlichen Wellenwiderstandes am Antennenende besitzen soll, um die Antenne nach Art einer reflexionsfrei abgeschlossenen Leitung zu belasten.The complete solution of the problem requires a cross connection that is largely withdrawn from the radiation field between the dipole ends or between the upper end of a vertical antenna and the earth, this cross connection have an internal resistance equal to the local wave impedance at the antenna end should, in order to load the antenna like a reflection-free closed line.

Dies wird bei der rohr- oder reusenförmigen Linearantenne nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Antenne eine in Höhe der Antennenmitte bzw. bei geerdeten Vertikalantennen in der Nähe des Fußpunktes einseitig unterbrochene symmetrische Zweidraht- oder koaxiale Kabelleitung umschließt und diese Leitung an ihrer unteren bzw. zentralen Unterbrechungsstelle mit ihrem örtlichen Wellenwiderstand reflexionsfrei abgeschlossen und an ihrem äußeren bzw. oberen Ende einseitig mit den äußeren Enden Rohr- oder reusenförmige Linearantenne
Anmelder:In the case of the tubular or trap-shaped linear antenna according to the invention, this is achieved in that the antenna encloses a symmetrical two-wire or coaxial cable line interrupted on one side at the level of the center of the antenna or, in the case of earthed vertical antennas, near the base, and this line is at its lower or lower end. central interruption point with its local wave impedance completed without reflection and at its outer or upper end on one side with the outer ends tubular or trap-shaped linear antenna
Applicant:

Deutsche Bundespost,
vertreten durch den Präsidenten
des Fernmeldetechnischen Zentralamts,
ίο Darmstadt, Rheinstr. 110German Federal Post Office,
represented by the President
the Central Telecommunications Office,
ίο Darmstadt, Rheinstr. 110

Dipl.-Phys. Heinz Bohnenstengel, Lüchow,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Heinz Bohnenstengel, Lüchow,
has been named as the inventor

bzw. mit dem oberen Ende der Antenne galvanisch verbunden ist.or is galvanically connected to the upper end of the antenna.

In den Abbildungen sind in schematischer Weise Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, wobei die einzelnen Teile in den verschiedenen Abbildungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.The figures show exemplary embodiments in a schematic manner shown according to the invention, the individual parts in the various figures with the same reference numerals are provided.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 umschließt die reusen- oder rohrförmig ausgeführte kurze Linearantenne 1 eine in ihrer Längsachse befindliche Zweidrahtleitung 2 koaxial, welche in der Dipolmitte 3 einseitig unterbrochen und jeweils mit ihrem Wellenwiderstand reflexionsfrei abgeschlossen ist. Nach dem Transformationsprinzip wirken diese Leitungsabschlüsse in gleicher Größe an den äußeren Enden der beiden Doppelleitungshälften. Wird jeweils eine Ader der beiden Doppelleitungshälften an den äußeren Enden mit den entsprechenden äußeren Dipolenden galvanisch verbunden, dann sind diese ebenfalls reflexionsfrei belastet, falls der Wellenwiderstand der erwähnten Doppelleitung gleich dem halben Wellenwiderstand des Dipols an seinen äußeren Enden ist.In the embodiment according to Fig. 1, the trap-shaped or tubular short linear antenna encloses 1 a two-wire line 2 located in its longitudinal axis coaxially, which in the center of the dipole 3 on one side interrupted and each concluded reflection-free with their wave resistance. According to the transformation principle these line terminations act in the same size at the outer ends of the two double line halves. Will be one wire of each of the two halves of the double wire galvanically connected at the outer ends to the corresponding outer dipole ends, then these are also loaded without reflections if the wave resistance of the double line mentioned is the same half the wave resistance of the dipole at its outer ends.

Eine andere, aus elektrischen und Symmetriegründen besonders günstige Ausführungsform der inneren Querverbindung ist in Abb. 2 dargestellt. Dieser Vorschlag erstreckt sich auf die Verwendung eines koaxialen Kabels oder einer äquivalenten, vorzugsweise konischen reusenförmigen Kabelnachbildung.Another embodiment of the inner cross-connection which is particularly favorable for electrical and symmetrical reasons is shown in Fig. 2. This proposal extends to the use of a coaxial cable or an equivalent, preferably conical, trap-shaped cable replica.

Dem Erfindungsgedanken liegt die Tatsache zugrunde, daß die auf der Außenseite einer Antenne fortschreitenden Strom- und Spannungserregungen bei rohrförmigen Antennenleitern auch auf der Innenseite fortgesetzt werden können, wenn sie durch geeignete elektrische Maßnahmen hierzu veranlaßt werden. Als Beispiel hierfür seien die Lindenbladschen Sperrtöpfe erwähnt. Es ist aber nicht bekannt, durch einen auf diese konstruktiv einfache Weise darstellbaren reflexionsfreien Abschluß des äußerenThe idea of the invention is based on the fact that the advancing on the outside of an antenna Current and voltage excitations in tubular antenna conductors can also be continued on the inside if they are induced to do so by suitable electrical measures. As an example of this are the Lindenbladschen locking pots mentioned. But it is not known by any one on this structurally simple Way representable reflection-free closure of the outer

7(19 807/1807 (19 807/180

Antennenendes eine vorteilhafte Beeinflussung der Antenneneigenschaften hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit bei relativ langen Wellen zu erzielen. Der technische Vorteil einer derartigen spitzenbelasteten und reflexionsfrei abgeschlossenen kurzen Linearantenne tritt insbesondere bei ihrer Verwendung als Empfangsantenne auf. Durch die erzwungenen fortschreitenden Wellen wird die wirksame Antennenlänge, welche die Abhängigkeit derAntenna end an advantageous influencing of the antenna properties to achieve in terms of their usability with relatively long waves. The technical The advantage of such a peak-loaded and reflection-free closed short linear antenna occurs in particular when used as a receiving antenna. Due to the forced advancing waves, the effective antenna length, which depends on the

Empfangsantenne von der relativen Antennenlänge -γ Receiving antenna of the relative antenna length -γ

kennzeichnet, bei gleichbleibender Antennenlänge um so größer, je länger die Welle λ gegenüber der Antennenlänge h ist. Die zur Erzeugung der fortschreitenden Wellen dienende Spitzenbedämpfung der Antenne wirkt sich zugleich vorteilhaft auf die Bandbreite der Antenne aus, wenn diese mit Wellenlängen betrieben wird, welche von der Größenordnung der Antennenlänge sind.indicates that, with the antenna length remaining the same, the longer the wave λ is compared to the antenna length h . The peak attenuation of the antenna, which is used to generate the advancing waves, also has an advantageous effect on the bandwidth of the antenna if it is operated with wavelengths which are of the order of magnitude of the antenna length.

1.1.

Claims

Patent claims:
Tubular or trap-shaped linear antenna, so that

characterized in that the antenna is at the level of the center of the antenna or in the case of grounded vertical antennas symmetrical two-wire or coaxial interrupted on one side near the base point Cable line encloses and that this line at its lower or central interruption point with Their local wave resistance is completed without reflection and at its outer or upper end is galvanically connected on one side to the outer ends or to the upper end of the antenna.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the antenna is conical trap-shaped and the inner lines as diverging two-wire or as conical tubular or trap-shaped cable lines are executed (Fig. 2).

3. Grounded vertical antenna, preferably in the form of a coaxial-conical double tube or double trap according to claim 1 or 2, characterized in that the useful energy is reflection-free in The base of the inner connecting line is supplied or discharged and the reflection-free external load takes place between the earth and the base of the outer antenna part.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,503,952.

1 sheet of drawings