DE1068314B - Halbwellenlängenantenne aus einer metallischen Zylinderfläche - Google Patents
Halbwellenlängenantenne aus einer metallischen ZylinderflächeInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbwellenlängenantenne aus einer metallischen Zylinderfläche,
die durch einen oder mehrere Schlitze zur Strahlung angeregt wird.
Es sind bereits Antennen bekannt, bei denen ein oder mehrere Schlitze in der metallischen Zylinderfläche
so angeordnet sind, daß sich eine lotrecht zur Zylinderachse gerichtete Polarisation, also eine
horizontale Polarisation, ergibt. Hierzu ist die Hauptausdehnung jedes Schlitzes parallel zur Antennenachse,
und die Länge von der einen Kante des Schlitzes zur anderen muß in der Größenordnung λ/2
sein.
Antennen mit einer Polarisation lotrecht zur Zylinderachse können aber für bestimmte Zwecke,
z. B. für A^erkehrsverbindungen und Bodenbordverkehr,
nicht verwendet werden, da sie schlechte Ergebnisse liefern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine »Schlitz-Antenne« zu schaffen, bei der die Schlitze
so geformt sind, daß sich eine parallel zur Zylinderachse gerichtete Polarisation, demnach eine vertikale
Polarisation ergibt.
Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß der oder die Schlitze eine solche Form haben,
daß die Verbindungslinie der Punkte größter Potentialdifferenz über dem Schlitz parallel zur Zylinderachse
verläuft.
Die in der Zylinderwand angebrachten Schlitze können verschiedene Formen haben, je nachdem
welche Impedanz und welches Strahlungsdiagramm gewünscht wird. Beispielsweise hat der Schlitz die
Form von zwei gleichschenkligen, krummlinigen Dreiecken, die sich mit der Spitze gegenüberstehen, oder
aber er besitzt die Form eines H, wobei die Schenkel
des H parallel zur Achse des Zylinders verlaufen.
Die Antenne gemäß der Erfindung kann in einem Antennensystem, das aus mehreren Antennen und
ihren Anregungssystemen besteht, verwendet werden. In einem solchen System ist eine gewisse Anzahl von
Antennen mit ihren Anregungssystemen längs einer gemeinsamen Achse in einem Rohr aus Isoliermaterial
übereinander angeordnet, wobei die Einzelantennen durch Isolierstützen voneinander getrennt sind.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer üblichen Dipolantenne mit zugehöriger Speiseleitung,
Fig. 2 und 3 Ansichten eines metallischen Hohlzylinders, der durch Schlitze zur Strahlung angeregt
wird,
Fig. 4 ein rechtwinkliges Koordinatensystem zur Erklärung des Strahlendiagramms der Antenne,
Fig. 5 ein Strahlungsdiagramm eines Hohlzylinders Halbwellenlängenantenne
aus einer metallischen Zylinderfläche
aus einer metallischen Zylinderfläche
Anmelder:
Societe Technique d'Application
et de Recherche Electronique
et de Recherche Electronique
S. T. A. R. E. C1
Nogent-sur-Marne, Seine (Frankreich)
Nogent-sur-Marne, Seine (Frankreich)
Vertreter: Dipl.-Ing. A. Lehmann
und Dipl.-Ing. E. Eder, Patentanwälte,
München 23, Ohmstr. 16
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 22. Mai 1956
Frankreich vom 22. Mai 1956
Jean Choquer, St. Leu-la-Foret, Seine-et-Oise,
und Albert Weissfloch, Le Plessis-Robinson, Seine
und Albert Weissfloch, Le Plessis-Robinson, Seine
(Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
mit einem Schlitz in der zur Zylinderachse senkrechten Ebene,
Fig. 6 ein Strahlungsdiagramm in der zur Zylinderachse senkrechten Ebene, wenn der Hohlzylinder
mit zwei zueinander symmetrischen Schlitzen versehen ist,
Fig. 7 A und 7 B um 90° versetzte Ansichten eines durch Schlitze zur Strahlung angeregten Hohlzylinders
mit Speiseleitung,
Fig. 8 und 9 in vergrößertem Maßstab zwei Varianten der Speiseleitung und ihrer Verbindung
mit dem Hohlzylinder,
Fig. 10 ein von vier Hohlzylindern A1, A2, A3, Ai
gebildetes Antennensystem.
Bekanntlich wird eine zylindrische Halbwellen-Dipolantenne, wie in Fig. 1 dargestellt, im allgemeinen
symmetrisch gespeist. Die beiden Teile A und B sind voneinander isoliert und sind mit den beiden Leitern
des Speisekabels / verbunden.
Die beiden voneinander isolierten Zylinder A und B sind durch einen einzigen metallischen Hohlzylinder D
ersetzt, der durch Schlitze in der Zylinderwand so zur Strahlung angeregt wird, daß sich hinsichtlich Polarisation
und Strahlungsdiagramm im wesentlichen die
909 647/276
gleiche Strahlung ergibt, d. h. insbesondere eine Polarisation parallel zur Zylinderachse.
Die Anregung von Zylinderflächen zur Strahlung mittels Schlitzen ist bekannt (vgl. z. B. die deutsche
Patentschrift 884 972); aber in den bekannten Fällen ist bei einem Zylinderumfang, der klein im Vergleich
zur halbenWellenlänge ist, die Polarisation der abgestrahlten j/^elle nicht parallel, sondern senkrecht zur
Zylinderachse gerichtet.
Um einen ausreichenden Strahlungswiderstand, insbesondere für Breitbandanpassung, zu erreichen,
muß der äußere Umfang eines Schlitzes in einer Metallfläche sich der Größenordnung einer Wellenlänge
nähern. Fig. 11 stellt einen einfachen strahlenden Schlitz in einer Metallfläche dar. Den genannten
Bedingungen gemäß ist seine Länge ungefähr gleich λ/2 (2 == Wellenlänge). Bei einem solchen Schlitz
bildet sich die größte Potentialdifferenz zwischen den Mitten M1 und M2 der beiden Gegenseiten aus, und
die abgestrahlte Welle hat daher eine Polarisation, die parallel der Verbindungslinie M1-M2, also senkrecht
zur Hauptausdehnung des Schlitzes gerichtet ist.
Ein strahlender Schlitz auf einer Zylinderfläche, deren Umfang klein im Vergleich zur halben Wellenlänge
ist, muß demnach seine Hauptausdehnung parallel zur Zylinderachse haben, und die abgestrahlte
Welle ist im allgemeinen senkrecht zur Zylinderachse polarisiert.
Jedoch ist es erfindungsgemäß möglich, den strahlenden Schlitzen eine solche Form zu geben, daß
die Polarisation der abgestoßen Welle parallel zur
Zylinderachse gerichtet ist.
Die Form der Schlitze kann z. B. die zweier krummliniger Dreiecke .S1 sein, deren Spitzen sich
gegenüberstehen und ineinander übergehen ('Fig. 2.L
oder aber kann Η-Form haben (Fig.^ usw.
Die Anordnung und die Zahl der Schlitze bestimmen das Strahlungsdiagramm. Ein einziger
Schlitz S3 (Fig. 5) gibt z. B. in der Ebene x, y ein
gerichtetes Diagramm. Andererseits geben zwei symmetrisch zueinander angebrachte Schlitze S3 und .S4
(Fig. 6) in der Ebene x, y nahezu ein Runddiagramm. Im letzteren Fall muß allerdings der Durchmesser des
Zylinders sehr klein im Vergleich zur Wellenlänge λ sein, z. B. von der Größenordnung 0,15 λ, wobei λ eine
Wellenlänge des Bereiches ist, für den die Antenne bestimmt ist. Man erkennt hier z. B. einen wesentlichen
Unterschied zu einer bekannten Antenne, denn dort müssen im Gegenteil im zur Achse senkrechten
Querschnitt die metallischen Flächen durch Verformen künstlich verlängert werden.
In einer durch die Zylinderachse verlaufenden Ebene ist das Strahlungsdiagramm dem einer Halbwellen-Dipolantenne
ähnlich, solange die Länge des Hohlzylinders von der Größenordnung einer halben
Wellenlänge ist.
Die Anpassung einer solchen Antenne an den Wellenwiderstand ihres Speisekabels wird durch die
Form der Schlitze und die Art der Verbindung zwischen dem Kabel und dem Hohlzylinder bestimmt.
Für die vorgeschlagene Antenne ist ein Anregungssystem günstig, bei dem zwei Schlitze in Η-Form >S5, .S6
symmetrisch in der Wand des Rotationszylinders angebracht sind (Fig. 7 A und 7B), wobei die Schenkel
des H parallel zur Zylinderachse verlaufen.
Die zur Zylinderachse senkrechten Kanten des Schlitzes A, Ä und B, B' sind durch zwei parallele,
zur Zylinderachse senkrecht stehende Platten 1 und 2 (Figjä^- miteinander verbunden, die eine Leitung
hohen 'Wellenwiderstandes darstellen.
Der Außenleiter des koaxialen Speisekabels ist mit der Platte 2 und der Innenleiter mit der Platte 1 verbunden.
Durch Einfügen einer Serienreaktanz im Innenleiter in Punkt C, z. B. eines Leitungsstückes (Fig. 9),
kann die Impedanzkurve der Antenne verbessert werden.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Antenne (Fig. 7 A und 7B) mit der Länge L und einem Außendurchmesser
des Zylinders 0,24 L für einen Wellenlängenbereich zwischen 1,5 und 3 L an ein Speisekabel
des Wellenwiderstandes Z = 100 Ohm mit einem maximalen Fehlanpassungsmaß UmaxJUmin = 2 anzupassen.
Durch die Erfindung wird es möglich, auf einfache Weise und mit geringen äußeren Abmessungen eine
Breitbandantenne herzustellen. Andererseits können mehrere derartige Antennen fluchtend übereinander
zu einem Antennensystem angeordnet werden, wobei die Speiseleitungen der oberen Antennen durch das
Innere der unteren Halbzylinder verlaufen und sich dabei nur eine geringe elektrische Kopplung zwischen
den einzelnen Antennen ergibt. Insbesondere kann in dieser Weise durch Zusammenschaltung mit geeigneten
Leitungslängen eine Antenne mit großer Strahlungskonzentration in der zur Zylinderachse
senkrechten Ebene geschaffen werden.
FJg11IQ zeigt eine beispielsweise Ausführungsform
eines Äntennensystems, das aus mehreren erfindungsgemäßen Antennen aufgebaut ist. Das schematisch
dargestellte System besteht aus vier gleichen Hohlzylinderantennen
A1, A2, A3, Ait wie an Hand von
Fig. 7A, 7B, 8, 9 mit ihrem Anregungssystem beschrieben. Diese Hohlzylinder sind im Innern eines
Rohres V aus Isoliermaterial befestigt. El, E2, EZ sind Isolierstützen, die die einzelnen Antennen voneinander
trennen. Das Rohr V schützt die Gesamtanordnung und gibt dem Ganzen eine solide, geschlossene
einfache Form. Am oberen Ende ist das Rohr mit einem transparenten Abschluß versehen, der
ein Warnlicht enthalten kann.
Jede Einzelantenne A1, A2, A3, AA ist an ein
koaxiales Kabel vom Wellenwiderstand 100 Ohm angepaßt. Je zwei dieser Kabel sind parallel geschaltet
und mit 50-Ohm-Kabel C1 und C2 verbunden. Schließlich
sind diese bei R wieder parallel geschaltet, und die sich ergebende Impedanz von 25 Ohm wird durch
ein Breitband-Transformationsglied T in den Wellenwiderstandswert, z. B. 50 Ohm, eines üblichen Kabels
zurücktransformiert.
Eine in dieser Weise gebaute Antenne ergibt für den Frequenzbereich von 225 bis 400 MHz bei gleichphasiger
Speisung der Einzelantennen (gleiche Kabellängen) eine starke Richtwirkung in der zur An-tennenachse
senkrechten Ebene. Das Diagramm ist in dieser Ebene nahezu kreisförmig.
Es ist offensichtlich, daß man analoge Antennen bei proportionaler Vergrößerung oder Verkleinerung
aller Dimensionen für längere oder kürzere Wellenlängen herstellen kann.
Claims (11)
1. Halbwellenlängenantenne aus einer metallischen Zylinderfläche, die durch einen oder mehrere
Schlitze zur Strahlung angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schlitze
eine solche Form haben, daß die Verbindungslinie der Punkte (M1, M2) größter Potentialdifferenz
über den Schlitz parallel zur Zylinderachse verläuft.
2. Halbwellenlängenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des
Schlitzes bezüglich einer Erzeugenden des Zylinders symmetrisch verläuft.
3. Halbwellenlängenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß
des Schlitzes symmetrisch zur Ebene verläuft, die den Zylinder in seiner Mitte senkrecht schneidet.
4. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz die Form von zwei
gleichschenkligen, krummlinigen Dreiecken hat, die sich mit der Spitze gegenüberstehen.
5. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (S2) die Form eines
H hat, wobei die zwei Schenkel des H parallel zur Achse des Zylinders verlaufen.
6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Schlitze
(S3, S^) angebracht sind, die symmetrisch zur
Achse des Zylinders liegen, und daß der Durchmesser des Zylinders sehr klein im Verhältnis zur
Wellenlänge ist.
7. Antenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zylinders
kleiner als 2/4 ist, wobei λ die kürzeste Wellenlänge des Arbeitsbereiches der Antenne ist.
8. Anordnung, bestehend aus einer Antenne gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und ihrem Anregungssystem
mit Speisekabel, dadurch gekennzeichnet, daß das Anregungssystem aus zwei leitenden parallelen Platten (1, 2) besteht, die
transversal im Innern des Zylinders angebracht und mit den zur Zylinderachse senkrechten Kanten
der Schlitze (A, Ä und B, B') verbunden sind, und daß der Außenleiter (4) des koaxialen
Speisekabels (3) mit der unteren Platte (2) und der Innenleiter (5) mit der oberen Platte (1) verbunden
ist.
9. Anordnung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenleiter (5)
des Speisekabels (3) und der oberen Platte (1) eine Reaktanz Zwischengeschäft ist.
10. Anordnung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (5) des Speisekabels
(3) über die obere Platte (1) hinaus durch ein Leitungsstück verlängert ist, das mit dem
Innenleiter in Serie geschaltet ist.
11. Antennensystem, bestehend aus mehreren Antennen und ihrem Anregungssystem gemäß
einem der Ansprüche 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gewisse Anzahl von Antennen
(A1, A2, A3, At) mit ihren Anregungssystemen
längs einer gemeinsamen Achse in einem Rohr (V) aus Isoliermaterial übereinander angeordnet sind
und die Einzelantennen durch Isolierstützen (E1, E2, E3) voneinander getrennt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 884 972;
Funk und Ton, 1954; Nr. 6, S. 288 bis 293.
Deutsche Patentschrift Nr. 884 972;
Funk und Ton, 1954; Nr. 6, S. 288 bis 293.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
909 647/276 10.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1150932T | 1956-05-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1068314B true DE1068314B (de) | 1959-11-05 |
Family
ID=9647594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1068314D Pending DE1068314B (de) | 1956-05-22 | Halbwellenlängenantenne aus einer metallischen Zylinderfläche |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1068314B (de) |
FR (1) | FR1150932A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0044779A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-01-27 | ETAT FRANCAIS repr. par le Secrétaire d'Etat aux Postes et Télécomm. et à la Télédiffusion (CENT. NAT. D'ETUDES DES TELECOMM.) | In Streifenleitungstechnik ausgeführte Faltdipole für sehr hohe Frequenzen und damit ausgeführte Antennenanordnung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE884972C (de) * | 1951-11-25 | 1953-07-30 | Rohde & Schwarz | Antennenanordnung, insbesondere fuer Meterwellen |
-
0
- DE DENDAT1068314D patent/DE1068314B/de active Pending
-
1956
- 1956-05-22 FR FR1150932D patent/FR1150932A/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE884972C (de) * | 1951-11-25 | 1953-07-30 | Rohde & Schwarz | Antennenanordnung, insbesondere fuer Meterwellen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0044779A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-01-27 | ETAT FRANCAIS repr. par le Secrétaire d'Etat aux Postes et Télécomm. et à la Télédiffusion (CENT. NAT. D'ETUDES DES TELECOMM.) | In Streifenleitungstechnik ausgeführte Faltdipole für sehr hohe Frequenzen und damit ausgeführte Antennenanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1150932A (fr) | 1958-01-22 |
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