DE1957787A1 - Shortwave antenna arrangement for obtaining a round voltage in direction finding systems, especially ship direction finding systems - Google Patents
Shortwave antenna arrangement for obtaining a round voltage in direction finding systems, especially ship direction finding systemsInfo
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Description
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Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt, Theodor-Stern-Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt, Theodor-Stern-Kai 1
Ulm, den 28. Oktober 1969 PT-UL-KÖ/fr ■ Ulf 69/120 Ulm, October 28, 1969 PT-UL-KÖ / fr ■ Ulf 69/120
"Kurzwellenantennenanordnung zur Gewinnung einer Sundspannung bei Feilanlagen,insbesondere Schiffspeilanlagen11 "Shortwave antenna arrangement for obtaining a sound voltage in filing systems, in particular ship direction finding systems 11
Die Erfindung betrifft eine Kurzwellenantennenanordnung zur Gewinnung einer Rundspannung bei Peilanlagen, insbesondere Schiffspeilanlagen.The invention relates to a shortwave antenna arrangement for obtaining a round voltage in direction finding systems, especially ship direction finding systems.
Bei den bisher bekannten Schiffspeilanlagen bereitete die Seitenkennung der Peilanzeige mitunter große Schwierigkeiten. Hervorgerufen durch Rückstrahlfelder von metallischen Schiffsaufbauten war bei Verwendung der bekannten Peilantennen eine sicherere Seitenkennung bei manchen Frequenzen in manchen Feilazimuten nicht möglich. Es waren daher Versuche unternommen worden, durch Mittel zur Verschiebung der Phase der von einer Rundantenne gewonnenen Spannung diesen Hangeln abzuhelfen. Im praktischen Peilbetrieb war es dann so, {jeweils für eineWith the previously known ship direction finding systems, the Side identification of the bearing display sometimes great difficulties. Caused by reflective fields from metallic ship superstructures was when using the known DF antennas a more secure side identification at some frequencies in some Feilazimuth not possible. It Attempts had therefore been made by means of shifting the phase of an omnidirectional antenna gained tension to remedy these shackles. In the practical DF operation was then like this {each for one
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"bestimmte Frequenz, die gepeilt werden sollte, ein "bestimmter Phasenwinkel eingestellt werden mußte. Trotzdem "blieben immer noch einzelne Frequenzbereiche übrig, in denen bei bestimmten Azimuten eine sichere Seitenanzeige nicht möglich war."certain frequency that should be taken, a" certain phase angle had to be set. Nevertheless "there were still individual frequency ranges left in which a safe side display was not possible with certain azimuths.
Als Ursache Tür diesen Mangel wurden bisher die Ein- W flüsse von Riickstrahlfeidern, die von metallischen Schiffsaufbauten herrühren, auf die eigentliche Peilantenne, also den Kreuzrahmen, Adcock oder dergl., angesehen.The Power W were rivers of Riickstrahlfeidern as the cause of this deficiency door so far, resulting from metallic ship superstructures, viewed on the actual DF antenna, so the cross frame, Adcock or the like.,.
Es ist auch bekannt, daß bei Verwendung einer einfachen Vertikalantenne als Hilfsantenne Hastströme störend auf das Ableitkabel koppeln. Es ist daher vorgeschlagen worden, als Hilfsantenne, insbesondere bei Schiffspeilank lagen, eine Dipolanordnung zu verwenden, da deren Ableitkabel symmetrisch und mithin gegen Spreinflüsse unempfindlich ist.It is also known that when a simple vertical antenna is used as the auxiliary antenna, hurried currents are disturbing couple the down lead. It has therefore been proposed to be used as an auxiliary antenna, in particular for ship tracking systems were able to use a dipole arrangement, since its discharge cable is symmetrical and therefore against spurious influences is insensitive.
Der Erfindung liegt die neuartige Erkenntnis zugrunde, daß es nicht allein die Einflüsse der Eückstrahlfelder auf die Peil antennen und die Einflüsse des Mast StromsThe invention is based on the novel knowledge that it is not just the influences of the ecked-back fields on the DF antennas and the influence of the mast current
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auf das Ableitkabel — welches Problem, wie eben beschrieben, ja bereits gelöst ist - sind,die., die Seitenkennung beeinträchtigen, sondern vor allem die Einflüsse der Buckftrahlfelder auf den die gesamte Antennenanordnungi tragenden Mast und vom derart beeinflußten Maststrom durch Verkopplung mit der Bundantenne dessen Einfluß auf die Bundantennenspannung, Demnach bleibt die Aufgabe zu lösen, die dio Hundspannung liefernde Antenne soweit vom Mast elektrisch zu entkoppeln, daß der Mast strom keine Einflüsse auf die Seitenkennung mehr hat.on the derivation cable - which problem, as just described, has already been solved - are the ones that affect the side identification, but above all the influences of the buckle beam fields on the mast carrying the entire antenna arrangement and from the mast current influenced in this way by coupling with the collar antenna Influence on the bundle antenna voltage, so the task to be solved is to electrically decouple the antenna supplying the dog voltage from the mast to such an extent that the mast current no longer has any influence on the side identification.
Hierzu wird eine Antennenanordnung zur Gewinnung der Rundspannung,bei der zwei oder mehr, im wesentlichen vertikal polarisierte und elektrisch parallel geschaltete Dipolantennen vorgesehen sind, die gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind, gemäß der Erfindung in der Weise verbessert, daß die einzelnen Dipolantennen in ihrer Mitte so geknickt sind, daß ihre Strahlerelemente vom die Antennen tragenden ^MMMvfeikst weggerichtet sind und mit diesem einen Winkel von je etwa 30° bilden.For this purpose, an antenna arrangement is used to obtain the Round tension, where two or more, are essentially vertical polarized and electrically parallel-connected dipole antennas are provided, which evenly on the Perimeter of a circle are arranged, according to the invention in such a way that the individual dipole antennas are bent in their middle so that their radiator elements facing away from the antenna bearing ^ MMMvfeikst are and with this an angle of about Form 30 °.
Der Winkel von 30° ergibt sich als Optimum aus der zumThe angle of 30 ° results as the optimum from the
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einen erhobenen Forderung nach genügender Entkopplung vom Käst, die bei horizontaler Anordnung der Dipole maximal väre, und «um anderen aus der Forderung, daß durch das Herausschwenken der Dipolhälften aus der Vertikalen kein au großer Verlust an Nutssyannung entsteht» Der Durchmesser des Kreises, auf den die Dipole angeordnet sind, darf nicht größer sein als ein Viertel der fcleinsten zu empfangenden Wellenlänge, damit die Runds|«nnung nahezu azimutunabhängig wird«,a raised demand for sufficient decoupling from the box, when the dipoles are arranged horizontally maximal vär, and «to other from the requirement that through swiveling the dipole halves out of the vertical there is no great loss of nutshell »Der Diameter of the circle on which the dipoles are arranged must not be larger than a quarter of the smallest wavelength to be received, so that the roundness becomes almost independent of azimuth «,
Pur die Funktion der Rund antenna genügt es, daß zwei sich gegenüber stehende Dipole vorhanden sind. Streng genommen würde sogar ein einziger Dipol für die Erzeugung der Rundspannung ausreichen, doch läge dann dessen Phasenschwerpunkt nieht im gleichen Phasenschwerpunkt der aumeist symmetrisch um den Mast angeordneten Peilantenne, Das Nioht&usammenfallen der Phasensehverpunkte bringt beim Peilen Nachteile, die ds&ilrch vermieden werden können, daß man eine Ajitennenanordnung vrählt, deren Phasenschwerpunkt im Phasenschwerpunkt der Peilantenne liegt. Es können auch mehr als zwei Dipole für die Erzeugung der Rundantennenspannung herangezogen werden. Man erhält dabei den Vorteil, daß die einseinen Dipole kurzer ausgebildet werden können,Purely for the function of the round antenna, it is sufficient for two to meet opposing dipoles are present. Strictly speaking even a single dipole would be sufficient to generate the round voltage, but then that would be the case Phase center of gravity is not in the same phase center of gravity of the DF antenna, which is mostly symmetrically arranged around the mast, The non-coincidence of the phase vision points brings disadvantages in direction finding which ds & ilrch avoided can be that one counts a Ajitennen arrangement, whose phase focus lies in the phase focus of the DF antenna. There can also be more than two dipoles for the generation of the omnidirectional antenna voltage can be used. One gets the advantage that the ones are one Dipoles can be made shorter,
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Wenn als Peilantenne ein Kreuzrahmen verwendet wird, ordnet man die Rundantenne zweckmäßigerweise innerhalb des Kreuzrahmens an und verwendet dabei vier Dipole. Dies ist zugleich eine Anordnung, bei der die Forderung nach Zusammenfallen der Phasenschwerpunkte vollkommenerweise erfüllt wird. Gleichzeitig bringt diese Lösung ein Optimum hinaiehtlioh geringen Baumbedarfs.If a cross frame is used as the direction finder antenna, it is advisable to arrange the round antenna inside of the cross frame using four dipoles. This is also an arrangement in which the requirement for Coincidence of the phase centers is completely fulfilled. At the same time this brings a solution Optimum with little need for trees.
Die kapazitiven Einflüsse der Umgebung auf die Hundantenne sind bei den einzelnen Dipolhälften verschieden, und zwar ist die Kapazität der unteren Dipolhälften zu den Schiffsaufbauten und zum Mast größer als die der oberen Dipolhälften. Die Dipole müssen daher kapazitiv symmetriert werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die jeweils zusammengehörigen Dipolhälften mit den Statoren eines Schmetterlinge-Drehkondensators verbunden, dessen Rotor mit Hasse verbunden ist und der zur Vermeidung kapazitiver Beeinflussung der Antenne durch das Bedienungspersonal während des Abstimmens auf Symmetrie zweckmäßigerweise durch eine Motorsteuerung fernbedient werden kann. Wenn die Peilantennenanordnung, wie allgemein üblich, so ausgebildet ist, daß die Spannungen von Rundantenne und Peilantenne etwa gleich groß sind, kann als Index bei der Abstimmung auf Symmetrie diesesThe capacitive influences of the environment on the dog antenna are different for the individual dipole halves, namely the capacity of the lower dipole halves to the ship's superstructure and to the mast is greater than that of the upper dipole halves. The dipoles must therefore be capacitively balanced. According to a further development of the invention the associated dipole halves are connected to the stators of a butterfly rotary capacitor, whose rotor is connected with Hasse and the one to avoid it capacitive influencing of the antenna by the operating personnel during the adjustment to symmetry can conveniently be operated remotely by a motor controller. If the DF antenna arrangement, as in general usual, is designed so that the voltages of circular antenna and DF antenna are approximately the same, can as an index when tuning to symmetry this
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Spannungsverhältnia dienen. Die Rundantenne braucht nur einmal bei der Installation mit dem Schmetterlings-Drehkondensator symmetriert zu werden und man geht dabei so vor, daß man am Schmetterlings-Drehkondensator solange abstimmt, bis über dem gesamten Frequenzbereich,für den die Antennenanordnung brauchbar sein soll, die von Rundantenne und Peilantenne gelieferten Antennenspannungen, die in ihnen von einem weit entfernt stehenden Sender erzeugt werden, etwa gleich groß sind.Serve tension relationships. The round antenna only needs to be balanced once during the installation with the butterfly variable capacitor and you go like that before that one tunes on the butterfly rotary capacitor until over the entire frequency range for the the antenna arrangement should be usable, the antenna voltages supplied by the circular antenna and DF antenna, generated in them by a transmitter located far away are about the same size.
Bei Schiffspeilantennenanordnungen ist zumeist über die Kurzwellenpeilantenne noch eine UKW-Peilantenne angeordnet. Es ist dann Sorge zu tragen, daß die zuvor beschriebene Rundantenne für den Kurzwellenbereich von der UKW-Peilantenne ausreichend entkoppelt ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dazu die Rundantenne unter Einschaltung an sich bekannter Zweipolo elektrisch unterteilt. Diese Unterteilung wird im UKW-Bereich wirksam, sie ist im darunter liegenden Frequenzbereich durch die Einschaltung der Zweipole aufgehoben.With ship DF antenna arrangements is mostly about the Shortwave DF antenna also arranged a VHF DF antenna. Care must then be taken that the previously described Round antenna for the shortwave range is sufficiently decoupled from the VHF DF antenna. According to another advantageous development of the invention is the Round antenna electrically subdivided with the inclusion of known two-pole. This subdivision is in the VHF range effective, it is canceled in the frequency range below by switching on the two-pole connections.
Es ist möglich, für die Rundantenne beliebig viele Dipole zu verwenden. Die einzelnen Dipole können mit wachsender Anzahl immer kleiner werden. Im Extremfall kann eineIt is possible to use any number of dipoles for the round antenna. The individual dipoles can increase with Numbers are getting smaller and smaller. In extreme cases, a
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Vielzahl von Dipolen zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt werden, bei der aus jeweils zusammengehörigen Dipolhälften je eine durchgehende, elektrisch leitende Anordnung in Form eines Kegelstumpf mantels entsteht, wobei diese zwei Mantel konzentrisch um den die Antenne tragenden Mast angeordnet sind und ihre Ränder mit den kleineren Durchmessern benachbart sind. Diese Ausführung ist aber, wie erwähnt, ein Extremfall, der nur bei besonderen Forderungen Anwendung finden dürfte, denn er bietet dem Wind eine größere Angriffsfläche als einzelne Dipole und verändert bei Vereisung seine elektrischen Eigenschaften in stärkerem Maße als einzelne Dipole und hat damit Nachteile.Large number of dipoles combined to form a structural unit are, in each case one continuous, electrically conductive one of the associated dipole halves Arrangement in the form of a truncated cone jacket arises, these two jacket concentrically around the antenna supporting mast are arranged and their edges with the smaller diameters are adjacent. This execution but, as mentioned, is an extreme case that should only be used for special requirements, because it offers the wind has a larger area of attack than individual dipoles and changes its electrical properties to a greater extent than individual dipoles when iced over thus disadvantages.
In Fig. 1 ist wiedergegeben, wie die einzelnen Dipole elektrisch miteinander und mit dem Symmetrier-Schmetterlings-Drehkondensator verschaltet sind. Alle oberen Dipolhälften 1 sind mit dem einen Stator des Schmetterlings-Drehkondensators 3 und alle unteren Dipol-Hälften 2 mit dem anderen Stator des Schmetterlings-Drehkondensators 3 verbunden. Die einzelnen Dipolhälften sind aus der Senkrechten um 30° herausgesehwenkt, der Durchmesser des Kreisrings, auf dem sie angeordnet sind, ist kleinerIn Fig. 1 it is shown how the individual dipoles electrically with each other and with the balancing butterfly variable capacitor are interconnected. All upper dipole halves 1 are connected to one stator of the butterfly rotary capacitor 3 and all lower dipole halves 2 are connected to the other stator of the butterfly rotary capacitor 3. The individual dipole halves are off the vertical swiveled out by 30 °, the diameter of the circular ring on which they are arranged is smaller
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als ein Viertel der kleinsten zu empfangenden WellenlänSe \ain.than a quarter of the smallest to receiving waves County S e \ ain.
In Pig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer vollständigen Kurzwellen-Peilantennenanordnung wiedergegeben, in dem die Rundspannungsantenne nach.- der Erfindung enthalten ist. In ihr ist 5 eine Box aus elektrisch nicht leitendem Material, an der die Elemente 1, 2 der Rundspannungsantenne nach der Erfindung befestigt sind. In der Box 5 sind eine Ferritpeilantenne und alle Verschaltungselemente der Gesamtantennenanordnung wettersicher untergebracht.In Pig. 2 shows an embodiment of a complete shortwave DF antenna arrangement, in which the round voltage antenna nach.- the invention is included. In it 5 is not a box from electric conductive material on which the elements 1, 2 of the omnidirectional voltage antenna are attached according to the invention. In the box 5 are a ferrite DF antenna and all interconnection elements the overall antenna arrangement is weatherproof housed.
Bei einer besonderen Ausführungsform, die in Fig. 3 wiedergegeben ist, ist über der Kurzwellen-Peilantennenanordnung zusätzlich eine UKW-Peilantenne 8 angeordnet, deren Kabelableitung durch einen Kreuzrahmen 4· an derIn a special embodiment, which is shown in FIG. 3, a VHF DF antenna 8 is additionally arranged above the shortwave DF antenna arrangement, the cable of which is routed through a cross frame 4 on the
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Kurzwellen-Peilantennenanordnung vorbei nach unten geführt wird und die von diesem Kreuzrahmem getragen wird. Bei einer besonderen Ausführung des Kreuarahmens 4-kann dieser auch als zusätzliche Feilantenne verwendet werden.Shortwave DF antenna assembly is passed down and carried by this cross frame will. In a special version of the cross frame 4-can this can also be used as an additional file antenna.
In Fig. 4 ist das Prinzip der ale Esrfcremlösung beschriebenen Ausführungsform der Rundantenne wiedergegeben, boi der sehr viele Dipole au zwei Kegelstumpfmänteln 7 zusammengefaßt sind, die konzentrisch um den tragenden Hast 6 angeordnet sind.4 shows the principle of the embodiment of the omnidirectional antenna described ale Esrfcremlösung, boi the very many dipoles au two truncated cone jackets 7 are summarized, which are concentric around the load-bearing Have 6 are arranged.
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| DE1957787B2 (en) | 1971-11-04 |
| GB1318064A (en) | 1973-05-23 |
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