DE1292222B

DE1292222B - Directional antenna with swiveling directional characteristic

Info

Publication number: DE1292222B
Application number: DEG39757A
Authority: DE
Inventors: Alfano William Albert
Original assignee: Granger Associates Inc
Current assignee: Granger Associates Inc
Priority date: 1963-11-25
Filing date: 1964-02-01
Publication date: 1969-04-10
Also published as: GB1021727A; FR1380255A; GB1161460A

Description

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Um die Strahlungsrichtung oder Empfangsrichtung für die Betriebsfrequenzen als reflektierende FlächeTo determine the direction of radiation or reception for the operating frequencies as a reflective surface

einer Richtantenne zu ändern, ist es bekannt, die An- · wirkt.To change a directional antenna, it is known to act.

tenne schwenkbar oder drehbar auszubilden. Diese Die reflektierende Fläche ist also nicht abgestimmt, Antennen sind jedoch sehr kompliziert und kost- so daß sich in Verbindung mit einem breitbandigen spielig. Außerdem sind sie häufig hohen Winddrücken 5 zentralen Rundstrahler eine große Breitbandigkeit ausgesetzt. Weiterhin muß die Hochfrequenz diesen der Antenne erreichen läßt. Bei dieser Antenne beAntennen über Hochfrequenzschaltverbindungen oder trägt die obere Grenzfrequenz mindestens das koaxiale Drehverbindungen zugeführt werden. 2,5fache der unteren Grenzfrequenz. Schließlich ist auch die Frequenzbandbreite dieser Vorzugsweise sind die Schaltelemente mechanische Antennen verhältnismäßig gering. io Schalter, die über ein motorgesteuertes Zwischen-to be designed so that it can be swiveled or rotated. This The reflective surface is not matched, Antennas, however, are very complicated and costly, so that they can be used in conjunction with a broadband playful. In addition, they are often high wind pressures 5 central omnidirectional radiators a great broadband exposed. Furthermore, the high frequency must allow that of the antenna to reach. BeAntennen with this antenna via high-frequency switching connections or the upper limit frequency carries at least the coaxial rotary joints are supplied. 2.5 times the lower limit frequency. Finally, the frequency bandwidth is also this. The switching elements are preferably mechanical Antennas relatively small. io switches that operate via a motor-controlled intermediate

Es ist auch bereits aus der britischen Patentschrift gestänge gleichzeitig schaltbar sind.It is already from the British patent linkage that can be switched at the same time.

263 752 von Yagi eine Richtantenne mit schwenk- Als Schaltelemente können auch Relais verwendet263 752 from Yagi a directional antenna with swivel. Relays can also be used as switching elements

barer Richtcharakteristik bekannt, bei dör ein in der werden, die aufeinanderfolgend erregbar sind.known directional characteristic, with dör an in which are successively excitable.

Mitte angeordneter, aktiver Rundstrahler von mehre- Zur Vermeidung von AbnutzungserscheinungenActive omnidirectional radiator arranged in the middle of several - To avoid signs of wear and tear

ren passiven Strahlern umgeben ist, die in Einzel- 15 oder um hohe Schaltgeschwindigkeiten zu erzielen,is surrounded by passive radiators, which can be used individually or in order to achieve high switching speeds,

abschnitte aufgeteilt sind, die mittels Schaltelementen kann es sich bei den Schaltelementen auch um HaIb-sections are divided, which by means of switching elements, the switching elements can also be half

hintereinander schaltbar sind und in diesem Zustand leiterschaltelemente handeln, durch die die Einzel-can be switched one after the other and in this state act conductor switching elements through which the individual

als Reflektoren wirken. abschnitte miteinander verbunden sind, und die inact as reflectors. sections are connected to each other, and the in

Jeder Strahler besteht dabei aus zwei Abschnitten, ihren Durchlaß- oder ihren Sperrzustand schaltbarEach radiator consists of two sections, their on or off state switchable

deren Länge so gewählt ist, daß die Eigenfrequenz 20 sind.the length of which is chosen so that the natural frequency is 20.

des Strahlers bei Hintereinanderschaltung beider Ab- Vorzugsweise sind die passiven Strahler in einem schnitte gleich der oder kleiner und bei getrennten Quadrat oder in einem Kreis angeordnet. Sie können Abschnitten größer als die Frequenz der vom aktiven aber auch in zwei konzentrischen Kreisen angeord-Rundstrahler abgestrahlten Wellen ist, so daß der net sein, wobei in jedem Kreis eine andere Strahlerpassive Strahler im ersten Fall als Reflektor und im 35 länge gewählt ist, um die Bandbreite der Antenne zu zweiten Fall als Direktor wirkt. Dadurch, daß die vergrößern.of the radiator when the two are connected in series. The passive radiators are preferably in one cuts equal to or smaller and arranged in a square or circle when separated. You can Sections greater than the frequency of the active omnidirectional antenna, but also in two concentric circles radiated waves is so that the net be, with a different radiator passive in each circle Radiator in the first case as a reflector and in 35 length is chosen to increase the bandwidth of the antenna second case acts as a director. Because they enlarge.

einzelnen passiven Strahler um den aktiven Rund- Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mitindividual passive radiators around the active circular In the following the invention is intended in connection with

strahler herum angeordnet und beliebig als Direktor den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden,emitters can be arranged around and described in detail as director in the drawings,

oder Reflektor umschaltbar sind, ist es möglich, die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Richt-or reflector are switchable, it is possible, Fig. 1 is a perspective view of the directional

Strahlungsrichtung der Antennen beliebig zu schwen- 30 antenne nach der Erfindung, bei der die passivenThe antenna's direction of radiation can be swiveled as desired. The antenna according to the invention, in which the passive

ken oder zu drehen, ohne daß die Antenne selbst be- Strahler quadratisch um den Rundstrahler herum an-can be turned or rotated without the antenna itself. Radiator square around the omnidirectional antenna

wegt, d. h. gedreht oder geschwenkt wird. geordnet sind;away, d. H. is rotated or panned. are ordered;

Nachteilig bei dieser Yagi-Antenne ist ihre ver- Fig. 2A ist eine schematische Zeichnung der An-The disadvantage of this Yagi antenna is that it

hältnismäßig geringe Bandbreite. Sie strahlt praktisch tenne nach Fig. 1. Die passiven Strahler dieser An-relatively low bandwidth. It practically radiates antenna according to Fig. 1. The passive radiators of this approach

nur mit einer Frequenz, da die Eigenfrequenz der 35 tenne sind so angesteuert, daß sie das elektromagne-only with one frequency, as the natural frequency of the antennae are controlled in such a way that they generate the electromagnetic

Direktoren etwa gleich dieser Frequenz sein muß. tische Feld nach rechts in einen 180°-Halbraum rich-Directors must be roughly equal to this frequency. table field to the right in a 180 ° half-space

Deshalb fällt die abgestrahlte Leistung sehr schnell ten oder aber, wenn die Antenne als EmpfangsantenneTherefore, the radiated power falls very quickly or if the antenna is used as a receiving antenna

ab, wenn die Frequenz etwas von der Eigenfrequenz verwendet ist, Strahlung aus dem rechten Halbraumwhen the frequency is used some of the natural frequency, radiation from the right half-space

der Direktoren abweicht. empfangen;the directors deviates. receive;

Aus der österreichischen Patentschrift 157541 ist 40 Fig. 2B zeigt die gleiche Antenne wie die Fig. 2 A. es ferner bekannt, rechts und links von einem aktiven Die passiven Strahler sind nun aber so angesteuert, Vertikaldipol in einer Ebene mit diesem je einen daß die Antenne in den für die Zeichnung unteren zweiteiligen passiven Strahler anzuordnen, deren Ein- Halbraum strahlt oder aus diesem unteren Halbzelteile abwechselnd durch Relais miteinander ver- raum empfängt;From the Austrian patent specification 157541 40 Fig. 2B shows the same antenna as Fig. 2A. it is also known, to the right and left of an active The passive radiators are now controlled in such a way, Vertical dipole in one plane with this one that the antenna in the lower for the drawing to arrange two-part passive radiators whose one-half space radiates or from this lower half-individual parts alternately receives space from each other through relays;

bindbar sind, so daß die passiven Strahler abwech- 45 Fig. 2C zeigt, wie die passiven Strahler der An-so that the passive radiators alternate 45 Fig. 2C shows how the passive radiators of the

selnd als Reflektor wirken oder unwirksam sind. Da- tenne nach Fig. 2Aund 2B angesteuert sein müssen,act as a reflector or are ineffective. Must be activated according to Fig. 2A and 2B,

durch ist es jedoch lediglich möglich, die Strahlungs- damit die Antenne zwischen den Richtungen nachHowever, through it is only possible to move the radiation so that the antenna between the directions

richtung um 180° zu schwenken. Zudem sind auch Fig. 2A und 2B strahlt und einen 90°-Winkelreflek-swivel direction by 180 °. In addition, Fig. 2A and 2B also radiate and a 90 ° angle reflector

hier die Reflektoren abgestimmt, so daß die Band- tor besitzt;here the reflectors are matched so that the band gate has;

breite dieser Antennen ebenfalls verhältnismäßig 50 Fig. 3A zeigt, wie ein passiver Strahler aufgering ist. gebaut ist;width of these antennas is also relatively 50 Fig. 3A shows how a passive radiator is raised is. is built;

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Fig. 3B zeigt schematisch die Wirkungsweise des zugrunde, eine Richtantenne zu schaffen, deren Rieht- passiven Strahlers aus F i g. 3 A; charakteristik bzw. Hauptstrahlungsrichtung in eine F i g. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht desbeliebige Richtung einstellbar ist, ohne daß die An- 55 jenigen Teiles aus der F i g. 3 A, der durch die untertenne selbst gedreht oder geschwenkt zu werden brochene Linie 4-4 in der F i g. 3 A abgegrenzt ist; braucht, und deren Bandbreite sehr viel größer als F i g. 5 ist ein Schaltbild für eine modifizierte Andie dieser bekannten Antennen ist. Ordnung passiver Strahler, bei der nacheinander be-In contrast, the invention has the task of Fig. 3B shows schematically the operation of the based on creating a directional antenna whose directional passive radiator from FIG. 3 A; characteristic or main direction of radiation in a fig. 4 is an enlarged sectional view of the optional Direction can be adjusted without the other part from FIG. 3 A, the one through the subterranean itself to be rotated or panned, broken line 4-4 in FIG. 3 A is delimited; needs, and their bandwidth is much larger than F i g. 5 is a circuit diagram for a modified Andie this is known antennae. Order of passive radiators, in which one after the other

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe, aus- tätigte Schalter verwendet sind;According to the invention, this object is achieved, activated switches are used;

gehend von der eingangs geschilderten Yagi-Antenne, 60 F i g. 6 ist ein Schaltbild einer weiteren Modifikadadurch gelöst, daß der Rundstrahler ein Breitband- tion für einen passiven Strahler, in der Halbleiterstrahler ist und die Einzelabschnitte eine solche gleichrichter verwendet sind;going from the Yagi antenna described above, 60 F i g. 6 is a circuit diagram of another modification thereby solved that the omnidirectional emitter is a broadband ion for a passive emitter, in the semiconductor emitter is and the individual sections are used such a rectifier;

Länge aufweisen, daß sie für sich allein das Strah- F i g. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Richtlungsfeld der Antenne nicht beeinflussen, und daß die antenne, in der die passiven Strahler in zwei Reihen passiven Strahler in einem so geringen Abstand von- 65 kreisförmig um den Rundstrahler herum angeordnei einander angeordnet sind, daß eine aus mehreren sind, um die Bandbreite der Antenne zu vergrößern: benachbarten passiven Strahlern bestehende Gruppe Fig. 7A ist eine schematische Ansicht der Anbei Hintereinanderschaltung ihrer Einzelabschnitte tenne nach F i g. 7, deren passive Strahler so an-Have length that they alone the Strah- F i g. 7 is a perspective view of a directional pad the antenna does not affect, and that the antenna, in which the passive radiator in two rows The passive radiator is arranged in a circle around the omnidirectional radiator at such a small distance are arranged in relation to one another that are one of several in order to increase the bandwidth of the antenna: Group consisting of adjacent passive radiators Fig. 7A is a schematic view of the enclosed Series connection of their individual sections can be seen in FIG. 7, the passive radiators of which

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gesteuert sind, daß die Antenne in Richtung des türen der Steuerscheibe 13 abtastet, geöffnet worden,are controlled that the antenna scans in the direction of the doors of the control disk 13, has been opened,

Pfeiles abstrahlt oder aus dieser Richtung empfängt; so daß die Motorleitung 20 unterbrochen ist und derArrow emits or receives from this direction; so that the motor line 20 is interrupted and the

F i g. 8 ist eine schematische Ansicht der Rieht- Motor 16 stillsteht. In dieser Schaltstellung der Schalantenne nach der Erfindung mit achteckiger Anord- ter 12 stellt der passive Strahler 11 einen durchgehennung passiver Strahler. Die passiven Strahler sind da- 5 den Reflektordraht dar und kann daher abgestrahlte bei so angesteuert, daß die Antenne in Richtung des Energie reflektieren. Um nun die Reflexion des pas-Pfeiles abstrahlt; siven Strahlers 11 zu unterbinden, ist es nur not-F i g. Fig. 8 is a schematic view of the rectifier motor 16 standing still. In this switching position of the antenna According to the invention with an octagonal arrangement 12, the passive radiator 11 provides a passage passive radiator. The passive radiators are therefore the reflector wire and can therefore be radiated when driven so that the antenna reflect in the direction of the energy. To now the reflection of the pas arrow radiates; to prevent the emitter 11, it is only necessary

F i g. 9 zeigt die Richtantenne nach der Erfindung wendig, die Leitung 22 des Motors 16 unter StromF i g. 9 shows the directional antenna according to the invention manoeuvrable, the line 22 of the motor 16 under power

mit quadratischer Anordnung der passiven Strahler; zu setzen. Daraufhin fließt der Strom durch den nor-with a square arrangement of the passive radiators; to put. The current then flows through the normal

hier sind die passiven Strahler von vier Eckmasten io malerweise geschlossenen Mikroschalter 18' hindurchhere the passive radiators of four corner masts are normally closed microswitches 18 '

aus an Tragekabeln aufgehängt; und treibt den Motor 16 an. Die Steuerscheibe 13suspended from suspension cables; and drives the motor 16. The control disc 13

Fig. 10 und 11 zeigen typische Richtdiagramme dreht sich dann so lange in Richtung des Pfeiles, bis10 and 11 show typical directional diagrams then rotates in the direction of the arrow until

der Antenne nach der Erfindung. der einen größeren Radius aufweisende Sektor derthe antenna according to the invention. the larger radius sector of the

In den Figuren sind solche Teile, die sich gegen- Steuerscheibe den Taster 19' betätigt. DaraufhinIn the figures are those parts which are operated against the control disk the button 19 '. Thereupon

seitig entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern 15 öffnet sich aber der Schalter 18', und der Motor 16side correspond, but with the same reference numerals 15, the switch 18 'and the motor 16 open

versehen worden. bleibt in einer Stellung stehen, die der unteren Grenz-been provided. remains in a position that corresponds to the lower limit

Nun soll auf die F i g. 1 bis 4 Bezug genommen lage des Zwischengestänges 15 entspricht. In dieserNow to the F i g. 1 to 4 referred to corresponds to the position of the intermediate rod 15. In this

werden. Sie zeigen eine Richtantenne nach der Erfin- Stellung des Zwischengestänges 15 sind aber diewill. They show a directional antenna according to the invention

dung, in der die passiven Strahler quadratisch an- Schalter 12 geöffnet, so daß der passive Strahler intion, in which the passive radiator square on switch 12 is opened, so that the passive radiator in

geordnet sind. In der Mitte ist als Rundstrahler ein 20 eine Folge unwirksamer Strahlerabschnitte zerlegt ist.are ordered. In the middle, a series of ineffective radiator sections is disassembled as an omnidirectional radiator.

Unipol 1 bekannter Ausbildung angeordnet. Eine Die F i g. 4 zeigt eine praktische AusführungsformUnipol 1 of known training arranged. A The F i g. 4 shows a practical embodiment

Grundplatte 8 ist mit Erdungsdrähten 9 elektrisch eines passiven Strahlers 11, in der der passive Strah-Base plate 8 is electrically connected to grounding wires 9 of a passive radiator 11, in which the passive radiator

verbunden. ler hohl ist und in der das Zwischengestänge 15 in-tied together. ler is hollow and in which the intermediate rod 15 is

Der Rundstrahler 1 ist von mehreren senkrechten nerhalb dieses hohlen passiven Strahlers verläuft. DieThe omnidirectional radiator 1 is made up of several vertical ones within this hollow passive radiator. the

passiven Strahlern 11 umgeben, die gegenseitig einen 25 dargestellten Schalter 12 sind als VakuumschalterSurrounding passive radiators 11, which are mutually a switch 12 shown as a vacuum switch

gewissen Abstand voneinander haben und in einem ausgeführt. Sie werden von dem Zwischengestänge 15have a certain distance from each other and run in one. They are of the intermediate linkage 15

Quadrat angeordnet sind. Diese passiven Strahler 11 über Hebel 23 betätigt, die innerhalb der Gehäuse 24Are arranged in a square. These passive radiators 11 are actuated via levers 23 which are located within the housing 24

sind an nichtleitenden Masten 17 montiert. Sie sind enthalten sind, in denen auch die Schalter 12 befestigtare mounted on non-conductive masts 17. They are included, in which the switches 12 are also attached

in Fig. 1 nur zum Teil dargestellt. Die passiven sind. Die unteren Anschlüsse der Schalter 12 sind mitshown only in part in FIG. The passive ones are. The lower connections of the switch 12 are with

Strahler 11 müssen so dicht angeordnet sein, daß 30 den Gehäusen 24 leitend verbunden. Die oberenRadiators 11 must be arranged so closely that 30 is conductively connected to housings 24. The top

zwischen ihnen im Betriebsfrequenzbereich der An- Schalteranschlüsse sind mit dem oberen passivenbetween them in the operating frequency range of the connection switch connections are with the upper passive

tenne, der in der Größenordnung von 2,75:1 liegt, Strahler 11 über Winkelstücke 35 elektrisch verbun-antenna, which is in the order of magnitude of 2.75: 1, radiator 11 electrically connected via angle pieces 35

Strahlung nicht durchtreten kann, wenn die passiven den. Es soll bemerkt werden, daß der obere passiveRadiation cannot penetrate if the passive den. It should be noted that the upper passive

Strahler in ihrer ganzen Länge wirksam sind. Strahler 11 gegen den unteren passiven Strahler 11Radiators are effective in their entire length. Radiator 11 against the lower passive radiator 11

Die passiven Strahler 11 sind so eingerichtet, daß 35 durch Isolierstücke 111 elektrisch isoliert ist. Innersie in mehrere Einzelabschnitte zerlegt werden kön- halb dieser Isolierstücke 111 ist auch das aus Isoliernen, und zwar durch hochzuverlässige, mechanisch stoff bestehende Zwischengestänge 15' geführt, so daß zu betätigende Schalter 12. Dadurch wird ihre Wir- der passive Strahler 11 nur dann als Reflektor wirkt, kung als Reflektoren innerhalb des gesamten Be- wenn die Schalter 12 geschlossen sind. Die passiven triebsfrequenzbandes der Antenne 1 in weitem Um- 40 Strahler 11 sind an den Masten 17 durch Stützfang aufgehoben. Eine Methode, wie man die passi- isolatoren 25 gehaltert. Die elektrischen Verbindunven Strahler 11 in eine Folge kurzer Abschnitte zer- gen zwischen den Gehäusen 24 und dem unteren legen und sie wieder kontinuierlich zusammenfügen passiven Strahler 11 wird durch Winkelstücke 36 kann, ist in der F i g. 3 B gezeigt. In dieser Figur wer- hergestellt.The passive radiators 11 are set up in such a way that 35 is electrically insulated by insulating pieces 111. Inside you can be broken down into several individual sections- half of these insulating pieces 111 is also the one made of insulating elements, namely through highly reliable, mechanically fabric existing intermediate linkage 15 'so that Switches 12 to be operated. As a result, the passive radiator 11 only acts as a reflector Effect as reflectors within the entire loading when the switches 12 are closed. The passive ones 40 radiators 11 are on the mast 17 by support catches canceled. One method of how to hold the passisolators 25. The electrical connections Radiators 11 in a series of short sections split between the housings 24 and the lower one place and continuously join them back together passive radiator 11 is provided by angle pieces 36 can is shown in FIG. 3B shown. In this figure are made.

den Schalter 12 verwendet, die von einer drehbaren 45 Die quadratisch aufgebaute Antenne nach F i g. 1the switch 12 is used, which is controlled by a rotatable 45. The square antenna according to FIG. 1

Steuerscheibe 13 aus über ein Verbindungsglied 14, ist in der Lage, so abzustrahlen, daß in der azimu-Control disk 13 from via a connecting member 14, is able to emit so that in the azimuth

das von dieser Steuerscheibe angetrieben und an ihr talen Ebene neun verschiedene Diagramme entstehen,that is driven by this control disk and nine different diagrams are created at its valley level,

schwenkbar angelenkt ist, geschaltet werden können. nämlich rundum in vier verschiedene 180°-Halb-is pivotably articulated, can be switched. namely all around in four different 180 ° half

Zwischen das Verbindungsglied 14 und die Schal- räume sowie in vier verschiedene 90°-Sektoren.Between the connecting member 14 and the formwork rooms and in four different 90 ° sectors.

ter 12 ist dabei noch ein Zwischengestänge 15 ein- 50 Diese verschiedenen Richtdiagramme lassen sichter 12 is an intermediate linkage 15 a 50 These different directional diagrams can be

gesetzt. Die Steuerscheibe 13 wird ihrerseits von durch eine unterschiedliche Anordnung der Reflek-set. The control disk 13 is in turn by a different arrangement of the reflective

einem Motor 16 angetrieben. Es soll bemerkt wer- toren erreichen, die sich auf die folgende Weisea motor 16 driven. It should be noted that it can be achieved in the following way

den, daß jeder der passiven Strahler für sich allein durch ein elektrisches An- oder Abschalten der ein-the fact that each of the passive radiators can be switched on or off electrically

von seinem eigenen Motor 16 mit angeschaltetem zelnen Reflektoren erzielen läßt:can be achieved by its own motor 16 with individual reflectors switched on:

Steuerscheibenantrieb geschaltet werden kann. Die 55 Eine Rundumstrahlung läßt sich erreichen, wennControl disk drive can be switched. The 55 All-round radiation can be achieved if

Motoren und die Steuerscheibenantriebe sind dabei man alle passiven Strahler außer Betrieb setzt, d. h.,Motors and the control disk drives are thereby all passive radiators are put out of operation, i. H.,

in den Gehäusen 21 untergebracht. Die Motoren kön- wenn man die Schalter 12 aller passiven Strahlerhoused in the housings 21. The motors can- if you turn the switch 12 of all passive radiators

nen ihrerseits von einem Bedienungspult in einem öffnet. Dadurch werden alle passiven Strahler in aus-nen in turn opens from a control panel in one. This means that all passive radiators are

Steuerhaus (nicht gezeigt) an- und ausgeschaltet wer- reichend kleine Abschnitte zerlegt, so daß sie fürWheelhouse (not shown) on and off are broken down into small sections so that they can be used for

den, so daß die passiven Strahler alle gleichzeitig 60 die elektromagnetische Strahlung innerhalb der Be-so that the passive radiators all simultaneously 60 the electromagnetic radiation within the

oder in jeder gewünschten Folge oder in jeder ge- triebsbandbreite des Unipols 1 durchlässig sind,or are permeable in any desired sequence or in any transmission bandwidth of the Unipole 1,

wünschten Gruppe von Folgen geschaltet werden Diagramme, die einen 180°-Halbraum überdecken,Desired group of sequences are switched Diagrams that cover a 180 ° half-space,

können. erreicht man dadurch, daß man die passiven Strahlercan. can be achieved by using the passive radiators

In der F i g. 3 B sind die Schalter 12 in ihrem ge- längs der einen Seite der quadratischen Strahlerschlossenen Zustand gezeigt. Das Zwischengestänge 65 anordnung in Betrieb nimmt, wie es beispielsweise in 15 hat dazu seine obere Grenzlage angenommen. In den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, in denen die aktidieser Stellung ist der normalerweise geschlossene vierten passiven Strahler mit einem Kreuz gekenn-Mikroscha^rier 18 von dem Taster 19, der die Kon- zeichnet sind. Innerhalb der Betriebsbandbreite jederIn FIG. 3B the switches 12 are shown in their closed state along one side of the square radiator. The intermediate linkage 65 takes the arrangement into operation, as it has for example assumed its upper limit position in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2B, in which the aktidieser position, the normally closed fourth passive radiators micro saddle labeled in ^r ier 18 are provided with a cross of the button 19, which records the con-. Within the operating bandwidth, everyone

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dieser Unipolstrahleranordnungen liegt der Strah- verspannt sind. Die Antenne nach Fig. 9 ist dahei lungspegel in einer Richtung, die um ±90° von der außerordentlich einfach, da im Gegensatz zu dei maximalen Strahlungsfeldstärke abweicht, um 5 db Antenne nach F i g. 1 nicht mehr für jeden passiven über dem Strahlungspegel einer Rundstrahlerantenne. Strahler ein Mast benötigt wird, sondern da man mil Diagramme, die Sektoren von 90° überdecken, er- 5 vier Eckmasten auskommt. Die Gehäuse 30 in dei hält man, wenn man alle passiven Strahler zweier F i g. 9 beherbergen die Relais 26 oder die Halbleiternebeneinanderliegender Seiten des Strahlerquadrats elemente 31, je nachdem, für welches Schaltmitte] aktiviert, wie es in der Fig. 2C gezeigt ist. Dabei man sich entschieden hat. Die Wirkungsweise dei wird also ein Winkelreflektorsystem hergestellt. Das Antenne nach Fig. 9 und die Wirkungsweise dei Strahlungsmaximum ist in Richtung der Winkel- io Antenne nach F i g. 1 sind gleich, halbierenden dieses Winkelreflektorsystems zu suchen. Die Antenne nach den Fig. 7 und 7 A ist ähnlichThis Unipol emitter arrangement lies the beam are braced. The antenna of Fig. 9 is there level in one direction which is ± 90 ° from the extraordinarily simple, since in contrast to dei maximum radiation field strength deviates by 5 db antenna according to FIG. 1 no longer for any passive above the radiation level of an omnidirectional antenna. Radiator a mast is needed, but since one mil Diagrams that cover sectors of 90 ° can be made by four corner poles. The housing 30 in dei one holds, if all passive radiators of two F i g. 9 accommodate the relays 26 or the semiconductors adjacent sides of the radiator square elements 31, depending on which switching center] activated as shown in Fig. 2C. You have made a decision. The mode of action dei So a corner reflector system is produced. The antenna according to FIG. 9 and the mode of operation of the dei The radiation maximum is in the direction of the angled antenna according to FIG. 1 are equal, bisecting this corner reflector system. The antenna of FIGS. 7 and 7A is similar

Innerhalb der Bandbreite dieser 90°-Winkelreflektor- aufgebaut wie die Antenne nach der Fig. 1. Die anordnungen ändert sich die Halbwertsbreite der passiven Strahler sind jedoch hier kreisförmig und Strahlungskeule von etwa 110° (bei den unteren Fre- nicht mehr in einem Quadrat angeordnet. Die Anquenzen des Frequenzbandes) bis zu etwa 80° (für 15 tenne nach F i g. 7 weist genau wie die Antenne nach die oberen Frequenzen des Frequenzbandes). Da die F i g, 1 einen Rundstrahler 1 auf, der diesmal von oberen Frequenzen des Bandes normalerweise für zwei Strahlerreihen umgeben ist, nämlich von einei Nachrichtenverkehr über Entfernungen verwendet inneren Strahlerreihe 32 und von einer äußeren Strahwerden, die größer als die von den unteren Frequen- lerreihe 33. Das Frequenzband der Antenne nach den zen des Bandes überbrückten Entfernungen sind, 20 Fig.7 und 7A umfaßt ein Frequenzverhältnis von läßt sich mit dieser Verminderung der Breite der etwa 3,27:1. Wenn man beide Strahlerreihen gleich-Strahlungskeule mit anwachsender Frequenz ein zeitig benutzt und passive Strahler unterschiedlichei höherer Antennengewinn erzielen, wenn es nötig ist. Länge verwendet, nämlich eine Reihe mit kürzeren Der Antennengewinn dieser 90°-Winkelreflektor- und eine Reihe mit längeren passiven Strahlern, so antenne gegenüber einem Rundstrahler beträgt am 25 läßt sich eine Gesamtbandbreite erreichen, bei der unteren Ende des Antennenfrequenzbandes etwa sich die obere Grenzfrequenz und die untere Grenz-12 db und steigt bis auf 16 db am oberen Ende des frequenz wie 10,7:1 verhalten. Bandes an. Man kann auch die Antennen nach den F i g. 1Within the bandwidth of this 90 ° angle reflector constructed like the antenna according to FIG. 1. The arrangements changes the half width of the passive radiators are circular and here Radiation lobe of about 110 ° (in the case of the lower fre- quencies, no longer arranged in a square. The sequences of the frequency band) up to about 80 ° (for 15 antennas according to FIG. 7, just like the antenna the upper frequencies of the frequency band). Since the F i g, 1 an omnidirectional radiator 1, this time by upper frequencies of the band is normally surrounded by two rows of radiators, namely by one Communication over distances uses inner row of radiators 32 and of an outer beam, which are larger than that of the lower frequency series 33. The frequency band of the antenna according to the zen of the band are bridged distances, 20 Fig.7 and 7A includes a frequency ratio of can be achieved with this reduction in the width of the approximately 3.27: 1. If you have both rows of radiators the same radiation lobe with increasing frequency one used at an early stage and passive radiators differently achieve higher antenna gain if necessary. Length used, namely a number of shorter ones The antenna gain of this 90 ° angle reflector and a series with longer passive radiators, see above antenna compared to an omnidirectional antenna is at 25, a total bandwidth can be achieved with The lower end of the antenna frequency band is roughly the upper limit frequency and the lower limit -12 db and increases to 16 db at the upper end of the frequency behave like 10.7: 1. Tape on. One can also use the antennas according to FIGS. 1

In der F i g. 5 ist ein anderer Aufbau für einen und 9 mit zwei Strahlerquadraten versehen. Dadurch passiven Strahler mit einer Schaltanordnung gezeigt. 30 wird auch bei diesen Antennen die Bandbreite derart Der passive Strahler weist in dieser Figur zwei Glie- vergrößert, daß sich die obere Grenzfrequenz und die der 11' auf, die an ihren oberen Enden miteinander untere Grenzfrequenz wie 7,5:1 verhalten, verbunden sind. Die beiden Strahlerglieder können Ein Runddiagramm erhält man dann, wenn manIn FIG. 5 is a different structure for one and 9 with two radiator squares. Through this passive radiator shown with a switching arrangement. 30 is the bandwidth of these antennas as well In this figure, the passive radiator has two magnifications that the upper limit frequency and the of 11 ', which behave at their upper ends with each other lower limit frequency of 7.5: 1, are connected. The two radiator elements can A circular diagram is obtained when one

mit Hilfe einer Reihe von Relais 26 elektrisch zerlegt alle passiven Strahler auf die gleiche Weise reflexionswerden. Das unterste Paar der Strahlerglieder 11' ist 35 unfähig macht, wie es in Verbindung mit den vorhermit einer Spannungsquelle 27 und mit einem Schalter gehenden Figuren bereits beschrieben worden ist. 28 versehen. Wenn man den Schalter 28 schließt, Wenn man alle passiven Strahler in Betrieb nimmt,with the help of a series of relays 26 electrically disassembled all passive radiators will be reflective in the same way. The lowermost pair of radiator members 11 'is incapable of 35, as it did in conjunction with the previous ones a voltage source 27 and figures going with a switch has already been described. 28 provided. If you close switch 28, if you put all passive radiators into operation,

wird das unterste Relais 26 erregt und dadurch ge- die auf einem der beiden Kreise in einem 180°-Bogen schlossen, so daß das zweite Paar der Strahlerglieder angeordnet sind, beispielsweise die mit einem Kreuz 11' mit dem ersten Paar verbunden ist. Auf diese 40 versehenen in der Fig. 7A, erhält man eine Strah-Weise wird ein Relais nach dem anderen erregt, bis lungskeule mit einem öffnungswinkel von 75°. Jeder alle Abschnitte des passiven Strahlers miteinander der beiden konzentrischen Strahlerkreise deckt einen verbunden sind. Daraufhin kann der passive Strahler Teil des gesamten 3,27 :1-Frequenzbandes ab. Die im Betriebsfrequenzbereich der Antenne reflektieren. äußeren passiven Strahler werden für Frequenzen Öffnet man den Schalter 28 und schaltet man dadurch 45 von /₀ bis 1,92 /₀ verwendet, während die inneren die Erregung von den Relais 26 ab, so öffnen die passiven Strahler für Frequenzen zwischen 1,92 und Relais 26 automatisch. Die Strahlerglieder 11' kön- 3,27 /₀ benutzt werden. /₀ bedeutet dabei die niedrignen dann nicht mehr reflektieren. ste Betriebsfrequenz.the lowermost relay 26 is energized and thereby closed on one of the two circles in a 180 ° arc, so that the second pair of radiator elements are arranged, for example which is connected to the first pair with a cross 11 '. On these 40 provided in FIG. 7A, one receives a beam manner, one relay after the other is excited until lung lobe with an opening angle of 75 °. Each of all sections of the passive radiator with each other the two concentric radiator circles covers one are connected. The passive radiator can then part of the entire 3.27: 1 frequency band. Which reflect in the operating frequency range of the antenna. outer passive radiators are used for frequencies. If you open the switch 28 and thereby switch 45 from / ₀ to 1.92 / ₀ , while the inner ones switch off the excitation of the relay 26, the passive radiators open for frequencies between 1.92 and Relay 26 automatically. The radiator members 11 'kön- be 3.27 / ₀ used. / ₀ means the lower ones then no longer reflect. highest operating frequency.

Die F i g. 6 zeigt eine Anordnung, die der Anord- Die Halbwertsbreite der Strahlungskeule in derThe F i g. FIG. 6 shows an arrangement that corresponds to the arrangement The half width of the radiation lobe in FIG

nung nach F i g. 5 gleicht, nur sind diesmal die Ab- 50 azimutalen Ebene beträgt am unteren Ende des Freschnitte der Strahlerglieder 11' durch Halbleiter- quenzbandes etwa 100° und am oberen Ende des elemente 31 miteinander verbunden, die beispiels- Frequenzbandes etwa 50°. Dadurch läßt sich bei weise Germaniumgleichrichter sein können. Diese höheren Frequenzen ein höherer Antennengewinn Gleichrichter sind so eingerichtet, daß sie auf Durch- erzielen. Der Antennengewinn gegenüber einem isolaß geschaltet werden können. Das kann man durch 55 tropen Strahler beträgt für die unteren Frequenzen das Schließen des Schalters 28 erreichen, der mit der des gesamten Frequenzbereiches etwa 10,7 db Quelle 27 verbunden ist. Das Strahlerglied 11' wird und am oberen Ende des Frequenzbereiches etwa dadurch in die Lage versetzt, zu reflektieren. Wenn 15 db.tion according to Fig. 5 is the same, only this time the azimuthal plane is at the lower end of the section the radiator members 11 'through semiconductor quenzband about 100 ° and at the upper end of the elements 31 interconnected, the example frequency band about 50 °. This allows for wise germanium rectifiers can be. These higher frequencies result in a higher antenna gain Rectifiers are set up so that they pass through. The antenna gain compared to an isolaß can be switched. This can be achieved with 55 tropical radiators for the lower frequencies reach the closing of the switch 28, which is about 10.7 db with that of the entire frequency range Source 27 is connected. The radiator element 11 'is and at the upper end of the frequency range approximately thereby enabled to reflect. If 15 db.

man den Schalter 28 öffnet, sperren die Halbleiter- Die F i g. 10 und 11 zeigen typische Richtelemente 31 wieder und zerlegen das Strahlerglied 11' 60 diagramme, die man mit der Antenne nach der wieder in seine einzelnen Abschnitte, so daß es bei Fig. 7 erreichen kann.if the switch 28 is opened, the semiconductor devices lock the F i g. 10 and 11 show typical straightening elements 31 again and disassemble the radiator element 11 '60 diagrams that can be seen with the antenna according to the back into its individual sections so that it can reach at FIG.

der Betriebsfrequenz der Antenne nicht mehr reflek- Die F i g. 8 zeigt eine Richtantenne, in der um denthe operating frequency of the antenna is no longer reflective. 8 shows a directional antenna in which around the

tieren kann. Unipolstrahler 1 die passiven Strahler 34 in einemcan animals. Unipole heater 1 is the passive heater 34 in one

Die Fig. 9 zeigt eine Richtantenne, die der An- Achteck herum angeordnet sind. Bei dieser Richttenne nach F i g. 1 ähnlich ist. Die Strahlerglieder 11' 65 antenne kann die Strahlungskeule etwa ähnlich sind hier jedoch so ausgeführt, wie es in den Fig. 5 wie die Strahlungskeule der Antenne nach Fig. 7A oder 6 gezeigt ist. Die Strahlerglieder 11' sind an geschwenkt werden, nur sind bei der Antenne nach Tragekabeln 29 aufgehängt, die an Eckmasten 17' F i g. 8 die einzelnen Winkelschritte größer.Fig. 9 shows a directional antenna which are arranged around the an octagon. With this directional tennis court according to FIG. 1 is similar. The antenna elements 11 '65 antenna can be roughly similar to the radiation lobe are, however, designed here as it is in FIG. 5 as the radiation lobe of the antenna according to FIG. 7A or 6 is shown. The radiator members 11 'are to be swiveled, only are after the antenna Suspension cables 29 suspended, which are attached to corner poles 17 'F i g. 8 the individual angular steps larger.

Claims

Patent claims:

1. Directional antenna with swiveling directional characteristic, consisting of one arranged in the middle active omnidirectional radiator, which is surrounded by several passive radiators, which are divided into individual sections are divided, which can be switched one behind the other by means of switching elements and in act as reflectors in this state, characterized in that the omnidirectional radiator is a broadband radiator and the individual sections have such a length that they by themselves do not affect the radiation field of the antenna, and that the passive radiators are arranged at such a small distance from one another that one of several adjacent group consisting of passive radiators when their individual sections are connected in series acts as a reflective surface for the operating frequencies.

2. Directional antenna according to claim 1, characterized in that the switching elements are mechanical Are switches that can be switched simultaneously via a motor-controlled intermediate linkage.

3. Directional antenna according to claim 1, characterized in that the switching elements are relays, which are sequentially excitable.

4. Directional antenna according to claim 1, characterized in that the switching elements are semiconductor switching elements are, through which the individual sections are connected to one another, and which can be switched into their open or blocked state are.

5. Directional antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the passive Spotlights are arranged in a square.

6. Directional antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the passive Radiators are arranged in a circle.

7. Directional antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the passive Radiators are arranged in two concentric circles and a different radiator length in each circle is chosen to increase the bandwidth of the antenna.

For this purpose 2 sheets of drawings 909515/1467