DE1056673B

DE1056673B - Circularly polarized antenna arrangement

Info

Publication number: DE1056673B
Application number: DEM37358A
Authority: DE
Inventors: Edwin George Alexander Goodall
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1957-04-26
Filing date: 1958-04-16
Publication date: 1959-05-06

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Ernnidttng· betrifft eine zirkuliarpoiarisierte AntennenanO'rdniuog, bestehend aus einer Spulenantenne und im Eimspeisiingspunikt angebrachten zusätzlichen Strahlerdipalen. Diese Anordnung ist insbesondere für Sendeantennen geeignet, sie kann jedoch ebenso als Empfangsantenne Verwenidiung finden.The harvest relates to a circularly polarized antenna, consisting of a coil antenna and additional radiator dipals attached to the egg feeding point. This arrangement is particularly suitable for transmitting antennas, but it can also be used as a receiving antenna.

Die Erfindung hat sich zur Aiifgaibe gestellt, eine Antenmenanordmiing einfacher Bauart zu schaffen für zirkuiarpolariaierte Wellen, Die Araoxidnuing ist geeignet für Wellenlängen bis herunter zu etwa 20 cm und ergibt eine halbkugelförmilge Richtcharakteristik ohne nennenswerte Abweiahungen von der HalbkugelfoTm. The aim of the invention is to create an antenna arrangement of a simple design for circularly polarized waves .

Die biisher bekannten Antennenanordnongen zur Erzeugung aimer solchen Richtcharakteristik unter Verwendungvon Spulenantehnen sind zu kompliziert und haben deshalb keine große praktische Bedeutung erlangen können.The previously known antenna arrangements for generating aimer such directional characteristics under Uses of coil stretches are too complicated and therefore of little practical importance can attain.

Bei einer zirkuilarpolarisierten Antennenanordnung, bestehend aus einer Spulenantenne und im Ein-' speisungspunkt angebrachten zusätzlichen Strahlerdipoian, ist erfindungsgemäß auf der Eiospeisungsseite der Spulenantenne ein erstes Dipolpaar an^ geordnet, dessen Dipole in zueinander parallelen Ebenen liegen, sowie ein zweites Dipolpaar, dessen Dipole ebenfalls in parallelen Ebenen liegen. Hierbei bilden die beiden Dipolpaare einen rechten Winkel miteinander, und die Mittelpunkte aller Dipole liegen auf einem Kreis in einer Ebene senkrecht zur Längsausdehnung der Spulenantenne. Alle Strahlerelemente werden gleichphasig gespeist.In the case of a circularly polarized antenna arrangement, consisting of a coil antenna and an ' feeding point attached additional radiator dipoian, is according to the invention on the Eiospeisungsseite A first pair of dipoles is arranged on the coil antenna, the dipoles of which are parallel to one another Lay planes, as well as a second dipole pair, whose dipoles are also in parallel planes. Here the two dipole pairs form a right angle with each other, and the centers of all dipoles lie on a circle in a plane perpendicular to the length of the coil antenna. All radiator elements are fed in phase.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird im folgenden der Erfindungsgedamke näher erläutert.The inventive concept is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt eine gemäß der Erfindung aufgebaute Antennenanordnung;1 shows an antenna arrangement constructed in accordance with the invention;

Fig. 2 ist das Polar-StraMungeidiagramm der ge samten Antenne.Fig. 2 is the polar beam diagram of the entire antenna.

Wie man der Fig. 1 .entnehmen kann, enthält die Antennenaino'rdnung vier Dipole 1, 2, 3 und 4 mit ihren über Kreuz angebrachten Verbindungisstäben 6 und 7. Mit 5 ist eine Spulenantenne bezeichnet. Jeder der Dipole ist ungefähr λ/2 lang, wobei 2 die Wellenlänge bedeutet. Die Dipole sind paarweise angeordnet. Die Dipole 1 und 2 des ersten Paares, wie auch die Dipole 3 und 4 des zweiten Paares sind jeweils durah die Stäbe 6 bzw. 7 miteinander verbunden. Die Stäbe dienen gleichzeitig zur Halterung. Der Abstand der beiden Dipole eines jeden Paares beträgt vorzugsweise etwa λ/3. Die Verbindungsistäbe 6 und 7 sind leitend miteinander im Kreuzungspunkt verbunden. Dieser Kreuzungspunkt ist gleichzeitig der zentrale Einspeisungspunkt 8 der ganzen Antennenanordnung. Die Mittelpunkte der Dipole liegen in einer Ebene auf einem Kreis. Die Ebene verläuftAs can be seen from FIG. 1, the antenna array contains four dipoles 1, 2, 3 and 4 with their cross-connected connecting rods 6 and 7. 5 denotes a coil antenna. Each of the dipoles is approximately λ / 2 long, with 2 being the wavelength. The dipoles are arranged in pairs. The dipoles 1 and 2 of the first pair, as well as the dipoles 3 and 4 of the second pair, are connected to one another by the rods 6 and 7, respectively. The rods also serve as a support. The distance between the two dipoles of each pair is preferably approximately λ / 3. The connecting rods 6 and 7 are conductively connected to one another at the crossing point. This crossing point is at the same time the central feed point 8 of the entire antenna arrangement. The centers of the dipoles lie in one plane on a circle. The plane runs

Zirkularpolarisierte AntennenanordnungCircularly polarized antenna arrangement

Anmelder:
Marconi's
Wireless Telegraph Company Ltd.,
LondonApplicant:
Marconi's
Wireless Telegraph Company Ltd.,
London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson_r Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76Representative: Dr.-Ing. B. Johannesson _r patent attorney,
Hanover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruciite Priorität:
Großbritannien vom 26. April 1957 und 24. Januar 1958Claimed priority:
Great Britain April 26, 1957 and January 24, 1958

Edwin George Alexander Goodall_r
Woodham Ferrers, Essex (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt wordenEdwin George Alexander Goodall _r
Woodham Ferrers, Essex (UK),
has been named as the inventor

senkrecht zur Lämgsauisdehnung der Spulenantenne 5 und geht durch den Einspeisungspunkt 8. Diese Ebene liegt meist horizontal. Der Einfachheit halber sind die Dipole als nicht unterbrochene, durchgehende Leiter dargestellt, und die Verbindtmgsstabe sind als einfache Leiter, die direkt miteinander und mit dem Einspeisungspunkt 8 verbunden sind, dargestellt. In der praktischen Ausführung sind die gewöhnlich benutzten Zwei-Hälften-Dipole und die zeitweiligen Verbi ndungsstäbe in jeder bekannten Weise ankoppelbar. Im gezeigten Adsführungsbeispiel besitzt jeder Dipol zu der genannten Ebene, in der die Mittelpunkte der Dipole auf einem Kreis liegen, einen vorbestimmten AVinkel. Der Winkel ist für alle Dipole gleich und beträgt Vorzugs weiseetwa 30°.perpendicular to the Lämgsauis expansion of the coil antenna 5 and goes through the feed point 8. This plane is mostly horizontal. For the sake of simplicity, the dipoles are shown as uninterrupted, continuous conductors, and the connecting rods are shown as simple conductors which are directly connected to one another and to the feed point 8 . In practice, the commonly used two-half dipoles and the temporary connecting rods can be coupled in any known manner. In the example shown, each dipole has a predetermined angle A to the plane in which the center points of the dipoles lie on a circle. The angle is the same for all dipoles and is preferably about 30 °.

4a Die mit 5 bezeichnete Spulenantenne ist mit ihrem einen Ende an dem zentral gelegenen Einspeisungspunkt 8 angeschlossen. 4a The coil antenna labeled 5 is connected at one end to the centrally located feed point 8 .

Die Speisung kann auf jede bekannte Art erfolgen, beispielsweise durch eine koaxiale Speiseleitung 9. The feed can take place in any known manner, for example by a coaxial feed line 9.

Hierbei werden alle Strahlerelemente gleichphasig gespeist.All the radiator elements are fed in-phase.

Vorteilhaft erweist sich eine Spulenantenne mit 3V2 Windungen und einer Steigung von 0,22 λ. Der Anfang der ersten Windung beginnt ungefähr V9 λ oberhalb des Einspeisungspunktes 8. Der Spulendurchmesser beträgt 0,32 X. A coil antenna with 3V2 turns and a pitch of 0.22 λ has proven to be advantageous. The beginning of the first turn begins approximately V9 λ above the feed point 8. The coil diameter is 0.32 X.

In der Fig. 2 ist ein gemessenes Polardiagramm der nach der Erfindumg aufgebauten Antenne gezeigt. Mit H ist die horizontale Ebene bezeichnet. DasFIG. 2 shows a measured polar diagram of the antenna constructed according to the invention. The horizontal plane is denoted by H. That

909' 5091/311909 '5091/311

Claims

-, ■ 3 polar diagram of the coil antenna alone (in power units) is shown by the curve V dax. The abstraction is concentrated in the vertical upward direction. The corresponding palar diagram of the dipoles with their crossed Yer-. 5. '; tie rods shows the curve ~ D. Of course, there is also a radiation downwards, but it was not drawn in the figure because it is insignificant and is not required. "The thin semicircles drawn are lines of equal power, expressed as a percentage of the maximum power. The two curves V and D intersect on such a semicircle, which means 50% of the 'maximum power. Thus, the two directional characteristics of the dipoles and the coil antenna complement each other to form an overall characteristic, which largely approximates a desired hemispherical course of the radiation. ■ - ■ The mechanical The structure of the antenna arrangement is extremely simple compared to known arrangements. If the antenna arrangement is used for transmission, then all radiator elements are fed in phase. As receiving antenna, the individual antennas must be arranged in such a way that they act in phase on the receiver input 1, all parts have been omitted that were not necessary for an immediate understanding of the arrangement, such as adapter elements Uf. Similar claims:

1. Circularly spaced antenna arrangement, consisting of a coil antenna and in one

iSpeisu'ögpunkt attached additional radiator dipoles, characterized in that on the Feed side of the coil antenna a first .Dipole pair. is arranged, whose dipoles are in each other parallel planes, as well as a second pair of dipoles, whose dipoles are also in parallel planes, with the two dipole pairs forming a right angle with each other and the centers of all dipoles on a circle lie in a plane perpendicular to the longitudinal extension the coil antenna, further characterized by an in-phase supply of all StraMeriemen te.

-

2. Arrangement according to _{Claim.I r} characterized in that the individual dipoles of each dipole pair are diametrically "connected to one another and to the feed point of the coil antenna. ■

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the dipoles of each pair from each other are placed a third of the wavelength apart.

4. Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that each dipole with the plane in which the centers of all dipoles lie, forms a angle of 30 °.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Coil antenna has a diameter that is less than a third of the wavelength at a coil length of three quarters of the wavelength, where the beginning of the first turn is the Coil antenna is one ninth of a wavelength away from the feed point.

1 sheet of drawings