DE1541549C - Breitbandige Rundstrahlantenne mit mehreren über dem Erdboden angeordneten, in ihrer Länge nach dem logarithmisch periodischen Prinzip angestuften Strahlern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine breitbandige Rundstrahlantenne mit mehreren in einer oder mehreren übereinanderliegenden horizontalen Ebenen über dem Erdboden mit ihren Mittelpunkten auf einer gemeinsamen vertikalen Achse angeordneten, in ihrer Länge nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abgestuften Strahlern. >

■ Es sind logarithmisch-periodische Dipol-Antennen bekannt, die in Hauptstrahlungsrichtung senkrecht über dem Erdboden angeordnet sind, so daß sich ihre gekreuzten Dipole jeweils parallel zum Erdboden erstrecken (USA.-Patentschrift. 3 221 332).

Es ist auch schon bekannt, bei derartigen logarithmisch-periodischen Antennen Faltdipole als Strahler zu verwenden (französische Patentschrift 1 423 456). Solche logarithmisch-periodischen Dipolantennen mit nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abge-■ stuften vertikalen Abständen zwischen den Strahlern besitzen ein überwiegend elektrisches, also ein kapazitives Nahfeld und sie können deshalb nicht ohne Beeinflussung ihrer Abstrahlung nahe dem Erdboden^angebracht werden. Sie besitzen deshalb auch einen relativ großen Raumbedarf und eignen sich nur schlecht für mobile Zwecke.

Es ist auch schon eine logarithmisch-periodische Richtantenne bekannt (USA.-Patentschrift 3 273 159), die aus mehreren in parallelen Ebenen nebeneinander angeordneten Schleifen besteht, die in ihren Umfangsabmessungen und Abständen nach dem logarithmischperiodischen Prinzip abgestuft sind. Jede Schleife hat eine Umfangslänge von einer Betriebswellenlänge und besteht aus zwei U-förmigen Teilstücken, die mit ihren Enden einander zugekehrt und an diesen Enden so ge" speist sind, daß in der Schleife entgegengesetzte Ström^e fließen. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um kein^e Rundstrahlantenne handelt, weist diese Antenne auch wesentlich größere Abmessungen auf und wäre in dieser Form nicht für einen Betrieb in unmittelbarer Erdnähe geeignet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine breitbandige Rundstrahlantenne dieser Art zu schaffen, die auch in

ίο unmittelbarer Bodennähe betrieben und außerdem mit sehr kleinen Gesamtabmessungen aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Rundstrahlantenne der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebene Strahlerausbildung und Speisung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Antenne sind die Strahler Schleifen, wie sie bei Rahmenantennen üblich sind und die damit ein induktives Nahfeld besitzen. Solche Schleifen können damit auch ohne Beeinflussung der Abstrahlung in unmittelbarer Nähe des Bodens betrieben werden. Die Ausbildung der Strahler als

25- Schleifen ermöglicht es, daß sämtliche Strahler in einer Ebene angeordnet werden können, so daß eine erfindungsgemäße Rundstrahlantenne insgesamt sehr gedrungen aufgebaut werden kann. Die Schleifen selbst können beliebige Form besitzen, sie können beispielsweise kreisförmig, rechteckig oder quadratisch, auch dreieckig, poligonal oder ellipsenförmig sein. Soll in gewissen Fällen eine Vertikalkomponente der Abstrahlung erreicht werden, so können die Schleifen auch in einer gegenüber der Horizontalen etwas geneigten Ebene über dem Erdboden angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Antenne kann sogar unmittelbar am Boden abgelegt oder sogar im Boden eingegraben sein. Die Seitenlänge einer quadratischen Schleifenanordnung würde bei einer erfindungsgemäßen Antenne für den Bereich 3 bis 30 MHz lediglich etwa 12 m betragen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße horizontale Breitband-Rundstrahlantenne aufgebaut aus mehreren konzentrisch in einer horizontalen Ebene über dem Erdboden angeordneten Leiterschleifen 1, 2, 3,4, deren Umfang für die jeweilige Betriebsfrequenz λ/2 beträgt.

Die einzelnen Schleifen sind in ihren Umfangsabmessungen L und damit auch in ihrem Durchmesser 2 x nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abgestuft, und zwar nach der bekannten Formel:

r =

Xn

L_n + 1 ~ L_n

wobei τ ein beliebig gewählter Maßstabfaktor ist, X jeweils der Abstand einer Schleifenseite vom Mittelpunkt M und L der Schleifenumfang.

Sämtliche Schleifen sind bezogen auf die Einspeisepunkte E₁ und E₂ in Reihe geschaltet. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 erfolgt diese Reihenschaltung derart, daß beginnend vom einen Einspeisepunkt E₁ die Schleifen in der Reihenfolge 1, 3, 4, 2 hintereinander geschaltet sind, so daß aufeinanderfolgende - Schleifen entgegengesetzt gerichtete Ströme führen.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind die rechten Hälften der einzelnen Schleifen 1, 2, 3 und 4 in Reihe an den einen Eingang E₁ und die linken Hälften der Schleifen 1, 2, 3 und 4 in Reihe an den anderen Eingängig angeschaltet, so daß ohne Überkreuzung die gleiche Strombelegung der Schleifen wie in F i g. 1 erreicht wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind abwechselnd linke und rechte Hälften der Schleifen in Reihe geschaltet, so daß sich eine gleichgerichtete Strombelegung in aufeinanderfolgenden Schleifen ergibt. _

Die Anpassung des Eingangswiderstandes der Antenne an den Widerstand des Speisekabels läßt sich besonders für tiefe Frequenzen verbessern, wenn eine zusätzliche Schleife 5 angebracht wird, wie sie in F i g. 1 gestrichelt angedeutet ist. Diese Zusatzschleife 5 besitzt einen größeren Durchmesser und damit auch eine größere Länge und ist nicht nach dem Maßfaktor τ wie die übrigen Schleifen 1 bis 4 bemessen, sondern je nach der Leiterstärke nach dem Maßfaktor

=]fr bis τΧ]/τ.

Die Symmetrierung der zum Beispiel von einem Koaxialkabel angebotenen unsymmetrischen Spannung kann in an sich bekannter Weise mit einem Symmetrierübertrager erfolgen. Eine besonders einfache Art

ίο der Symmetrierung ergibt sich für eine Anordnung nach F i g. 3 durch den Aufbau nach F i g. 4. Hier wird in einem elektrisch neutralen Punkt 6 ein Koaxialkabel 7 zugeführt, durch dessen Außenleiter die eine Antennenhälfte gebildet wird. Aus Symmetriegründen wird für die andere Antennenhälfte ein äußerlich gleich gestalteter Leiter 8 verwendet. Im Speisepunkt E der Antenne.wird der Innenleiter des Koaxialkabels 7 mit dem Leiter 8 der anderen Antennenhälfte verbunden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Breitbandige Rundstrahlantenne mit mehreren in einer oder mehreren übereinanderliegenden horizontalen Ebenen über dem Erdboden mit ihren Mittelpunkten auf einer gemeinsamen vertikalen Achse angeordneten, in ihrer Länge nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abgestuften Strahlern, dadurch gekennzeic h-n e t, daß die Strahler in Reihe an einen gemeinsamen Speisepunkt angeschaltet sind und entweder in Halbwellenresonanz betriebene Leiterschleifen mit magnetischem Nahfeld sind oder zwei U-förmige, so angeordnete und gespeiste Leiter sind, daß ihre Strombelegung der einer solchen Schleife entspricht.

2. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Strahlerschleifen in einer Höhe kleiner als λ/10 (λ größte Betriebswellenlänge) über dem Erdboden angeordnet sind.

3. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei in mehreren Ebenen übereinander angeordneten Strahlern das Verhältnis von. Bodenabstand zu Länge einer Strahlerschleife für alle Schleifen gleich ist.

4. Rundstrahlantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die größte Strahlerschleife umgebende Zusatzschleife, deren Länge von der logarithmisch-periodischen Abstufung abweicht. ·