"Antennenanordnung zur Erzielung von Rückstrahl-
freiheit"-
Die Neuerungrbefaßt sich mit einer Richtantennenanordnung be-
stehend aus zwei Linearantennen, die voneinander in einem Ab-
stand-eines Viertels oder eines ungeradzahligen Vielfachen
ei-
nes Viertels der, mittleren Betriebswellenlänge angeordnet
sind
und über Verbindungsleitungen mit einem Hochfrequenzsende-oder
- empfangsgerät verbunden sind.
Es ist bekannt, daß man mit dieser Antennenanordnung bei der
mitt-
leren Betriebsfrequenz eine einkeulige Richtwirkung erzielen
kann,
daß aber beim Abweichen von der mittleren Betriebsfrequenz
die
gewünschte Rückstrahlfreiheit verloren geht. Anhand der Figuren
1a-1k der Zeichnung soll gezeigt werden, wie sich eine solche
Anordnung bei verschiedenen Frequenzen verhält.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1a zeigt eine Anordnung von
zwei
Stabantennen 1 und 2, die um ein Viertel der mittleren Betriebs-
wellenlänge voneinander entfernt-sind. Die Zuleitung 3 führt
erst zur Antenne 1 und dann weiter zur Antenne 2. Durch die
not-
wendige Kabellänge der'Verbindungsleitung wird bei der mittleren
Betriebsfrequenz eine Phasenverschiebung von 900 bewirkt. Die
gegenseitige Phasenlage der beiden Strahlungen ist für einen
be-
stimmen Zeitpunkt in Fig. 1c dargestellt. Beim Zusammenwirken
der. beiden Strahlungen bei der mittleren Betriebsfrequenz
ergibt
sich in der einen Richtung der Verlängerung der Verbinauhgslinie
der, beiden Antennen, und zwar bei den im Ausführungsbeispiel
1a
zugrunde gelegten Phasenverhältnissen rechts, eine Verstärkung
der
Strahlung, wie sie Fig. 1d zeigt, während in der Gegenrichtung
die.. gewünschte Auslöschung zustande kommt, wie Fig. 1b darstellte
Die Vektoren der Firguren 1b und 1d stellen die Phasenlage
der
Strahlungskomponsnten in den interessierenden Richtungen zu
ei-
nem bestimmten Augenblick dar.
\
Für zwei Fälle der Abweichung von der mittleren Betriebsfrequenz,
f
und zwar für f =--und f = -'sind in den nachfolgenden Fi-
2 2
guren 1e-1k die Strahlungsverhältnisse dargestellt. Fig. 1f
und 1e zeigen die gegenseitige Phasenlage bei der Einspeisung
zu
'einem bestimmten Zeitpunkt, die Fig. lg und 1k geben die Phasen-
lagen der beiden Strahlen an einem beliebigen Ort der Hauptstrah-
lungsrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt an, während in
den
Filze und 1h die Phasenlage der Strahlungen in der Gegenrich-
tung dargestellt-sind. Inder Hauptstrahlungsrichtung üb, er.
Lagern
sich die Strahlungskomponenten nach--wie vor zur doppelten
Feld-
,
stärke, während, in der Gegenrichtung-die gewünschte Rückstrahl-
freiheit nicht'mehr zustande kommt, sondern in den hier gezeich-
neten Fällen eine unerwünschte Komponente auftritt, die 70
%
der Maximalamplitude in der Hauptstrahlungsrichtung darstellt.
Nachteilig an dieser bekannten Richtantcnnenanordnung ist,
daß
die Rückstrahlfreiheit verlorengeht, was in sehr vielen Fällen
als unangenehm empfunden wird.,
Neuerungsgemäß wird daher vorgeschlagen, zur Erzielung einer
breitbandigen Rückstrahlfreiheit in der Verbindungsleitung
zwi-
schen dem Hochfrequenzgerät und einer der Antennen ein Phasenum-
kehrglied vorzusehen'-Man erreicht dadurch in einem sehr breiten
Frequenzband, daR die Rückstrahlfreiheit erhalten bleibt. Die
Hauptstrahlungskomponente sinkt bei den Grenzfrequenzen dieser
Anordnung etwas ab. Diese Einbuße an Feldstärke in der Haupt-
strahlungsrichtung wird aber in vielen Fällen weniger störend
sein., als die unerwünschte Strahlung in die um 180 verdrehte
Richtung. Hierbei ist noch zu beachten, daß beim Einfügen des
Phasenumkehrgliedes die Hauptstrahlungsrichtung um 180 ver-
dreht liegt gegenüber der Hauptstrahlungsrichtung ohne Phasen-
umkehrglied. Es ist gleichgültig, ob die Anordnung der Antennen
aus Dipolen oddr Stabantennen besteht, für beide Fälle wird
die-
--
selbeRichtwirkung-erzielt.
Die Verwendung von Phasenumkehrgliedern in Zuleitungen zu Dipo-
eilen, die nebeneinander oder übereinander angeordnet und um
eine
halbe Wellenlänge der Betriebsfrequenz voneinander entfernt
sind,
ist bereits bekannt. Bei diesen bekannten Anordnungen dienen
die
Phasenumkehrglieder jedoch lediglich dazu, die durch die Zulei-
tuhgslänge verursachte Gegenphasigkeit an den Dipolen zu beseiti-
gen, so daß die Dipole gleichphasig erregt werden.
Das Ausführungsbeispiel der Neuerung in Fig. 2a hat nahezu
den-
selben Aufbau wie Fig. 1a, nur wird jetzt an einer beliebigen
Stelle der Verbindungsleitung der beiden Antennen ein Phasenumkehr-
glied eingefügt. Die Figuren 2c, 2f und 2i zeigen wiederum
die
Phasenlage der einzelnen Antennen bei der Abstrahlung zu einem
bestimmten Zeitpunkt. In der vorherigen Hauptstrahlungsrichtung,
bei der neuerungsgemäßen Schaltung ist dies die Rückwärtsrichtung,
f f
-0 f 3 f
ist auch noch bei den Grenzfrequenzen f =--und f = " eine
völlige Auslöschung gewährleistet, wie die Figuren 2d, 2g und
2k
zeigen, während in der um 180° verdrehten Richtung, hier der
Hauptstrahlungsrichtung, der Wert der Amplitude zwischen 70-100%
der Maximalamplitude schwankt, wie die Figuren 2b, 2e und 2f
deut-
lich machen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen
Anordnung kann man beide Antennen, wenigstens teilweise, über
ge-
trennte Verbindungsleitungen mit dem Hochfrequenzgerät verbinden,
wobei die eine dieser~Leltungen-e-ine um ein Viertel der mittleren
- Betriebswellenlänge grössere Länge aufweist und ausserdem
an ei-
'nem beliebigen Punkte einer der getrennten Leitungen ein Phasen--
'umkehrglied eingeschaltet ist.
"Antenna arrangement to achieve reflection
freedom"-
The innovation deals with a directional antenna arrangement
standing from two linear antennas, which are
stood-a quarter or an odd multiple of a-
nes quarter of the, mean operating wavelength are arranged
and via connecting lines with a high-frequency transmitter or
- receiving device are connected.
It is known that this antenna arrangement can be used for
leren operating frequency can achieve a single-lobe directivity,
but that when deviating from the mean operating frequency
desired freedom from reflection is lost. Based on the figures
1a-1k of the drawing is intended to show how such a
Arrangement behaves at different frequencies.
The embodiment of Fig. 1a shows an arrangement of two
Rod antennas 1 and 2, which are a quarter of the average operating
wavelength apart. The supply line 3 leads
first to antenna 1 and then on to antenna 2. Through the emergency
agile cable length of the'connection line is with the middle
Operating frequency causes a phase shift of 900. the
mutual phase position of the two radiations is important for a
correct point in time shown in Fig. 1c. When working together
the. results in both radiations at the mean operating frequency
in one direction of the extension of the connecting line
the, two antennas, namely in the embodiment 1a
underlying phase relationships on the right, a reinforcement of the
Radiation, as shown in Fig. 1d, while in the opposite direction
the desired extinction comes about, as shown in FIG. 1b
The vectors of the Firguren 1b and 1d represent the phase position of the
Radiation components in the directions of interest to one
at a certain moment.
\
For two cases of deviation from the mean operating frequency,
f
for f = - and f = -'sare in the following fi
2 2
guren 1e-1k shows the radiation conditions. Fig. 1f
and 1e show the mutual phase position during the feed
'at a certain point in time, Figs. lg and 1k show the phase
were the two beams at any point on the main beam
direction at a certain point in time, while in the
Felts and 1h the phase position of the radiation in the opposite direction
are shown. In the main direction of radiation To store
the radiation components are still - as before to double the field
,
strength, while, in the opposite direction - the desired reflection -
freedom no longer comes about, but rather in the
In some cases, an undesirable component occurs which is 70%
represents the maximum amplitude in the main radiation direction.
The disadvantage of this known directional antenna arrangement is that
the freedom from reflection is lost, which in very many cases
is perceived as uncomfortable.,
According to the innovation it is therefore proposed to achieve a
broadband freedom from reflections in the connection line between
a phase change between the high-frequency device and one of the antennas
To provide a sweeping link - one can thereby achieve a very wide range
Frequency band so that the freedom from reflections is maintained. the
The main radiation component drops at the cutoff frequencies of these
Arrangement something off. This loss of field strength in the main
In many cases, however, the direction of radiation is less disruptive
be. when the unwanted radiation twisted into the 180
Direction. Please note that when you insert the
Phase reversal element, the main direction of radiation by 180
rotates is opposite to the main direction of radiation without phase
reversing link. It does not matter whether the antenna is arranged
consists of dipoles or rod antennas, for both cases the
-
same directional effect achieved.
The use of phase reversal elements in feed lines to dipo-
rush, which are arranged side by side or on top of each other and around a
are half the wavelength of the operating frequency apart,
is already known. In these known arrangements are used
Phase reversal elements, however, only for the purpose of
to eliminate phase out-of-phase at the dipoles caused by
gen so that the dipoles are excited in phase.
The embodiment of the innovation in Fig. 2a has almost the
same structure as Fig. 1a, only now on any one
Place the connecting line of the two antennas a phase reversal
link inserted. Figures 2c, 2f and 2i again show the
Phasing of the individual antennas when radiating to one
specific time. In the previous main direction of radiation,
In the shift according to the innovation, this is the reverse direction,
ff
-0 f 3 f
is also at the cut-off frequencies f = - and f = "one
complete extinction is guaranteed, as in FIGS. 2d, 2g and 2k
show, while in the direction rotated by 180 °, here the
Main direction of radiation, the value of the amplitude between 70-100%
the maximum amplitude fluctuates, as shown in Figures 2b, 2e and 2f
make it.
In a further embodiment of an innovation according to the invention
Both antennas can be arranged, at least partially, via
connect disconnected connecting cables to the high-frequency device,
one of these lungs-e-ine by a quarter of the middle
- the operating wavelength has a greater length and is also
A phase at any point on one of the separate lines--
'The reverse link is switched on.