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"Vertikal polarisierte, logarithmischperiodische Kurzwellenantenne"
Die Erfindung betrifft eine vertikal polarisierte, logarithmisch-periodische Kurzwellen-Dipolantienne,
die erdunsymmetrisch ausgebildet ist und ein Erdnetz hat.
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Vertikal polarisierte, logarithmisch-periodische, ersymmetrische Kurzwellen-Dipolantennen
weisen große Bauhöhen auf, die durch die größten Wellenlängen bestimmt werden, die
abgestrahlt werden sollen Man hat daher nach Wegen gesucht, diese Bauhöhen zu verringern,
und es sind hierbei Anordnungen bekannt geworden, bei denen eine Antennenhälfte
SO auf dem Erdboden aufgebaut wird, daß die fehlende Hälfte durch das Spiegelbild
ersetzt wird.
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Schwierigkeiten bereitete bei diesen erdunsymmetrisch ausgebildeten
Antennen die phasenrichtige Speisung der Strahlereelemente, da z.B. ein ständiges
Umpolen vermittels Zickzackverlegung einer Zweidrahtleitung, wie bei der erdsymmetrischen
Ausführung einer logarithnisch-periodischen Antenne üblich, nicht möglich ist, Von
Berry und Ore ist eine symmetrische, logarithmisch-periodische Antenne bekannt geworden,
die auf das bekannte Umpolen. durch Zickzackverlegung einer Zweidrahtleitung verrichtet
und, wie in Fig. 1 dargestellt, die Umpolung durch geeignet dimensionierte offene
Stichleitungen 5 erreicht, die jeweils in der geometrischen Mitte zwischen zwei
Dipolen 4 angebracht sind und senkrecht zur Dipolebene verlaufen.
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Dieses Prinzip auf erdunsymmetrische, logarithmisch-periodische Antennen
angewandt zeigt Fig. 2. Auch hier sind zwischen den Strahlern 4 Stichleitungen 5
angebracht, die aufgrund der elektrischen Forderungen jedoch ganz besondere Bedingungen
in ihrem Aufbau erfüllen müssen. Die Speiseleitung, an dem die Strahlerelemente
befestigt sind, und die Stichleitungen, die parallel zur Erde verlegt sind, müssen
nämlich einen solchen Abstand zum Erdboden haben, daß ein bestimmter vorgegebener
Wellenwiderstand der Leitungsstücke
erreicht wird. Man erkennt hieraus,
daß an die Sorgfalt des Aufbaus große Anforderungen gestellt werden. Es ist daher
vorgeschlagen worden, zumindest die Stichleitungen durch Saugkreise zu ersetzen.
Diese liegen in ihres Güte jedoch erhablich unter der eined Leitungsstückes und
beeinflussen damit die tenneneigenschaften ungünstig.
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Eine andere Lösung des Problems der gegenphasigen Speisung der Strahlerelemente
sieht vor, die einzelnen Elemente durch Umwegleitungen miteinander zu verbinden,
deren Länge so bemessen ist, daß die gewünschte Phasenbeziehung erreicht wird. Dieser
Lösung haftet, wie auch der beschriebenen Lösung vermittels offener Stichleitungen,
der Nachteil an, daß für das Verspannen oder Verlegen ein zusätzlicher freier Platz
benötigt wird. Außerdem bringen sie eine zusätzliche Dämpfung ta das Speise system.
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Die beschriebenen Anordnungen weisen, wie beschrieben, erhebliche
Nachteile auf, die ihren Einsatz speziell bei beweglichem Betrieb mit vertretbarem
Aufwand nicht ermöglichen.
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Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, die beschriebenen Nachteile'der
bekannten Anordnungen zu vermeiden und eine
Methode anzugeben, vermittels
der auf besonders einfache Weise die Strahlerelemente einer erdungsymmetrisch aufgebauten,
logarithmisch-periodischen Kurzwellen-Dipolantenne gespeist werden können und die
insbesondere für den beweglichen Betrieb geeignet ist.
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Gemäß der Erfindung werden hierzu die erdseitigen Enden der Strahlerelmente
abwechselnd an eines von zwei längs der Antennenachse verlauf enden Koaxialkabeln
angeschlossen, wobei die Strahlerenden mit den Innenleitern der Kabe und das vorhandene
Erdnetz mit den Außenleitern der Kabel verbunden sind, und die Koaxialkabel geegnphasig
gespeist werden.
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Die erfindungsgemäße Antenne ist sowohl als Sende- wie als Empfangsantenne
geeignet.
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In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Speisemethode wiedergegeben. In
ihr ist 1 ein Übertrager mit erdsymmetrischer Sekundarseite, vermittels dem die
Gegenphasigkeit der Koaxialkabel 2 und 3 erzeugt wird. Die Strahlerelemente 4 sind
mit den Innenleitern der beiden Koaxialkabel verbunden, wobei das 1., 3., 5., 7.
... Strahlerelemente mit dem Koaxialkabel 2 und das 2., 4., 6., 8. .*. Strahlerelement
mit dem Innenleiter des gegenphasig gespeisten Koaxialkabels 3 verbunden
sind.
Die Außenleiter der Koaxialkabel 2 und 3 sind mit dem Erdnetz verbunden, das der
Übersichtigkeit wegen in der Figur jedoch nicht eingezeichnet ist.
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Schon aus der akizzenhaften Darstellung der Fig. 3 werden die Vorteile
der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber den bekannten Anordnungen insbesondere
bei beweglichem Betrieb deutlich. Nach Errichtung der Strahlerelemente 4 brauchen
langes ihrer Aufstellungsachse nur die beiden Koaxialkabel 2 und 3 verlegt werden,
an deren entsprechenden Punkten die Strahlerelemente 4 angeschlissen werden. Auch
die Verbindung der Koaxialkabel mit dem Phasenumkehrtransformator 1 läßt sich schnell
herstellen. Es brauchen keine Umwegleitungen verlegt werden, über die man ggf stolpern
könnte, und der Platz rings um die Antenne st; infolgedessen auch für andere Zwecke
nutzbar.
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Das Richtdiagramm der erfindungsgemäßen, logarithmische periodischen
Antenne läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch entsprechende Auswahl
der speisenden Koaxialkabel hinsichtlich ihrer Phasenlaufzeit verändern.
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Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung wird insbesondere vorgeschlagen,
zur Erzielung einer möglichst schmalen Richtcharakteristik solche Koaxialkabel zu
verwendens Beren
Phasengeschwindigkeit sich nur geringfügig von
der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen in Luft unterscheidet.
Im praktischen Betrieb hat es sich gezeigt, daß die Phasengeschwindigkeit der elektromagnetischen
Wellen auf den Koaxialkabeln 2 und 3 mindestens das 0,8-fache ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit
in Luft sein muß, um befreidigende Ergebnisse zu erzeilen. Bei einer Phasengeschwindigkeit
von 0,9-fachen Ausbreitungsgeschwindigkeit in Luft und Wahl geeigneter Antennenparameter
gelingt es, den Abstrahlungswinkel der logarithmisch-periodischen Antenne von 90
auf 700 zu verringern, womit ein Antennengewinn von etwa 2 d3 verbunden ist.
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Selbstverständlich läßt sich die beschriebene Antennenanordnung auch
auf dem UKW-Bereich übertragen, doch besteht hierfür keine Notwendigkeit, da aufgrund
der geringen Abmessungen von UKW-Antennen diese erdsymmetrisch aufgebaut werden
können. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind beseonders im Kurzwellenbereich
gegeben und insbesondere dort, wo es auf Schnelligkeit beim Auf- und Abbau, wie
z. B.
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bei beweglichem Betrieb, ankommt und nur wenig Platz für den Aufbau
zur Verfügung steht.