-
Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend
aus einer Mehrfachwendel, die vor einer Reflektorfläche angeordnet ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wendelantenne
das Achsenverhältnis der Polarisation günstiger zu gestalten als bei den bisherigen
bekannten Wendelantennen. Zugleich sollen auch hinsichtlich des Gewinns und der
Form des Strahlungsdiagramms hinsichtlich Nebenmaxima die Verhältnisse verbessert
werden.
-
Ausgehend von einer Richtantenne der einleitend beschriebenen Art
wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Mehrfachwendel
aus wenigstens drei, vorzugsweise vier, gleichen Durchmesser und gleiche Steigung
aufweisenden Wendelleitern besteht, die nach Art einer mehrgängigen Schraube ineinandergreifend
angeordnet sind und die bei n Wendelleitern mit einer Phasenverzögerung von 360°/n
zwischen im Drehsinn der Wendel aufeinanderfolgenden Wendelleiteranschlüssen gespeist
werden.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Richtantenne in der Weise
-als Erregerstrahler für eine Parabolspiegelantenne verwendet wird, daß sie nur
wenige Windungen, bezogen auf die einzelne Wendel, vorzugsweise zwei bis vier, hat.
-
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
-
In Fig. 1 ist eine Wendelantenne, bestehend aus vier Wendelleitern
1, 2, 3 und 4; in Form von Flachbandleitern gezeigt, die bei gleichem Durchmesser
und gleicher Steigung in einen vorzugsweise rohrförmigen Körper 5 aus dielektrischem
Material, z. B. Polyesterglasfaser, eingebettet sind. Jeder Wendelleiter hat beispielsweise
6 Windungen und ist an seinem einer Reflektorfläche 6 benachbarten Ende, die auch
als Gegengewicht aufgefaßt werden kann, durch eine Öffnung in dieser - so wie in
Fig. 2 angedeutet - hindurchgeführt. An diese durchgeführten Enden 7, 8, 9 und 10
sind Koaxialleitungen in der Weise angeschaltet, daß ihr Außenleiter jeweils in
die aus Metall bestehende Reflektorfläche 6 übergeht, während ihr Innenleiter mit
dem fortgeführten Wendelleiter verbunden ist. Die Länge dieser Koaxialleitungen
11, 12, 13 und 14 ist derart gewählt, daß sich folgende Phasenverhältnisse
ergeben. Dabei ist angenommen, daß, wie dargestellt, der Wendeldrehsinn rechts gerichtet
ist, in der Hauptstrahlrichtung der Wendeln betrachtet. Der Anschluß 7 hat die Phase
0°, der Anschluß 8 die Phase -90°, der Anschluß 9 die Phase -180° und der Anschluß
10 die Phase -270°. Das bedeutet vom gemeinsamen Verzweigungspunkt
16 aus eine elektrische Länge der Leitung 11 von 1, eine elektrische
Länge der Leitung 12 von 1 -f- A/4, eine elektrische Länge der Leitung 13 von 1
-i- A/2 und eine elektrische Länge der Leitung 14 von 1 + 3A/4 (A = mittlere
Betriebswellenlänge).
-
Durch diese Mehrfachwendel in der besonderen Speisungsart wird erzwungen,
daß sich eine praktisch absolut genau zirkular polarisierte Welle im Strahlungsraum
vor der Wendelantenne ergibt, im Gegensatz zu den bisher bekannten Wendelantennen.
Außerdem werden bei höherem Antennengewinn die Nebenmaxima des Strahlungsdiagramms
durch die erzwungene gleichmäßige Belegung der Wendel über ihren Umfang nennenswert
geringer im Vergleich zu den bekannten Wendelantennen. Mit dieser Art der Speisung
von der als gemeinsame Zuleitung dienenden Koaxialleitung 15 aus, die über
den Verteiler 16 mit den Koaxialleitungen 11, 12, 13 und 14 verbunden ist, wird
außerdem noch folgendes erreicht. Hinsichtlich der Reflexionen jedes Wendelleiters
ergibt sich am Verzweigungspunkt 16, daß sich diese Reflexionen, soweit sie für
jeden Wendelleiter gleich sind, gerade herausheben, wodurch eine Art Phasenkompensation
erhalten wird. Vor allem bei kurzen Wendeln mit nur wenigen Windungen zeigen sich
diese Vorteile besonders markant, so daß es auf diese Weise auch möglich ist, derartige
Mehrfachwendelantennen als Erregerantenne für Parabolspiegel oder Linsenantennen
einzusetzen, wo es bekanntlich bei möglichst kurzer Baulänge dieses
Erregerstrahlers
ganz besonders darauf ankommt, daß er die vorgenannten Eigenschaften hat.
-
An Stelle der gezeigten Leitungsverzweigung zu der Erzwingung der
erwähnten Phasenbeziehung sind auch Symmetrierglieder anwendbar. Beispielsweise
können zwei Symmetrierglieder auf der Rückseite der Reflektorfläche 6 oder auch
in Form eines gemeinsamen rohrförmigen Leiters in der Achse 17 der Wendel5 vorgesehen
werden, von denen die eine Symmetriervorrichtung die Anschlüsse 7, 9 und die andere
die Anschlüsse 8, 10 jeweils gegenphasig speist. Die Speisung der beiden
Symmetriervorrichtungen erfolgt über eine Umwegleitung von einem Viertel der mittleren
Betriebswellenlänge A. Es kann auch nur ein Symmetrierglied 18 für die von
zwei 180° Phasendifferenz aufweisenden Anschlüssen, z. B. 7, 9, vorgesehen werden.
Die verbleibenden beiden Anschlüsse werden über Umwegleitungen von je einem Viertel
der mittleren Betriebswellenlänge an die Anschlüsse 7, 9 angeschaltet (vgl. Fig.
4). Die Symmetriervorrichtungen haben den zusätzlichen Vorteil einer Blitzschutzsicherung,
da sie die Wendeln galvanisch mit dem Reflektor verbinden.
-
Ähnliche Ergebnisse lassen sich auch mit einer Dreifachwendel erreichen,
für die die Phasenverhältnisse, so wie in Fig. 3 gezeigt, zu wählen sind: Die ebenfalls
mit 7, 8, 9 bezeichneten drei Leiter der Dreifachwendel haben Phasenunterschiede
von jeweils 120°. Der Wendeldrehsinn ist gleichartig zu Fig. 1 angenommen. Die Speisung
erfolgt hier zweckmäßig über Umwegleitungen, ähnlich nach Fig. 1.
-
Als vorteilhaft hat es sich zusätzlich erwiesen, wenn die der Reflektorfläche
abgewandten Enden der einzelnen Wendeln über Absorberwiderstände miteinander verbunden
werden. Dabei ist hinsichtlich dieser Absorberwiderstände darauf zu achten, daß
diese entweder jeweils mit zwei gegenseitig 180° Phasenunterschied aufweisenden
Leitern verbunden werden, oder daß von jedem Wendelleiter zu einem etwa in der Achse
17 liegenden fiktiven Sternpunkt ein Abschlußwiderstand führt, der so bemessen
ist, daß sich jeweils zwischen zwei mit 180° Phasenunterschied gespeisten Wendelleitern
ein praktisch reflexionsfreier Abschluß ergibt.