DE1957787B2

DE1957787B2 - SHORTWAVE ANTENNA ARRANGEMENT FOR GETTING A CIRCULAR VOLTAGE IN POINTING SYSTEMS, IN PARTICULAR SHIP POINTING SYSTEMS

Info

Publication number: DE1957787B2
Application number: DE19691957787
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing 8870 Gunz bürg Jager
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1969-11-18
Filing date: 1969-11-18
Publication date: 1971-11-04
Also published as: DE1957787A1; GB1318064A; US3691561A; FR2067368B1; FR2067368A1

Description

1 ² 1 ²

Die Erfindung betrifft cine Kurzwellenantenncn- fangenden Wellenlänge, damit die RundspannungThe invention relates to a short wave antenna catching wavelength, so that the round voltage

anordnung zur Gewinnung einer Rundspannung bei nahezu azimutunabhangig wird.arrangement for obtaining a round voltage with almost independent of azimuth.

Pcilanlai.cn, insbesondere Schiffspcilanlagcn. Für die Funktion der Rundantenne genügt es, daBPcilanlai.cn, in particular ship tarpaulin. For the circular antenna to function, it is sufficient that

Bei den bisher bekannten SchifTspeilanlagen be- zwei sich gegenüberstehende Dipole vorhanden smd.In the previously known ship directional systems, two opposing dipoles are present.

reitete die Seitenkennung der Peilanzcige mitunter 5 Streng genommen würde sogar ein einziger Dipol PIrIf the side identification of the direction finding device rode 5 Strictly speaking, even a single dipole would be used

große Schwieiigkeitcn. Hervorgerufen durch Rück- die Erzeugung der Rundspannung ausreichen, dochgreat difficulties. Caused by the generation of the round tension are sufficient, however

Strahlfelder von metallischen Schiffsaufbauten war läge dann dessen Phasenschwerpunkt nicht im gJci-Beam fields from metallic ship superstructures were then the phase focus of which would not lie in the gJci-

bei Verwendung der bekannten Pcilantcnnen eine chen Phasenschwerpunkt der zumeist symmetrischWhen using the known Pcilantcnen a small phase center of the mostly symmetrical

sichere Seitenkennung bei manchen Frequenzen in um den Mast angeordneten Peilantenne. Das Nicht-Safe side identification at some frequencies in the DF antenna arranged around the mast. Not that one-

manchen Peilazimuten nicht möglich. Es waren daher io zusammenfallen der Phasenschwerpunkte bringt beimsome bearing azimuths not possible. It was therefore io coincide with the phase centers of gravity

Versuche unternommen v. orden, durch Mittel zur Peilen Nachteile, die de ,urch vermieden werden kön-Attempts made by order, by means of direction finding disadvantages, which can be avoided by

Verschiebung der Phase der von einer Rundantenne nen, daß man eine Antennenanordnung wählt, derenShift in the phase of a round antenna that one chooses an antenna arrangement, whose

gewonnenen Spannung diesen Mängeln abzuhelfen. Phasenschwerpunkt im Phasenschwerpunkt der Peil-gained tension to remedy these shortcomings. Phase focus in the phase focus of the DF

Im praktischen Peilbetrieb war es dann so, daß je- antenne liegt. Es können auch mehr als zwei D_ipoleIn practical DF operation it was then that each antenna was lying. _{More than two dipoles} can also be used

weils für eine bestimmte Frequenz, die gepeilt werden 15 für die Erzeugung der Rundantennenspannung hcran-because for a certain frequency, which are taken into account 15 for the generation of the omnidirectional antenna voltage hcran-

sollte, ein bestimmter Phasenwinkel eingestellt gezogen werden. Man erhalt dabei den Vorteil, daßshould be drawn to set a certain phase angle. You get the advantage that

werden mußte. Trotzdem blieben immer noch ein- die einzelnen Dipole kürzer ausgebildet werdenhad to become. In spite of this, the individual dipoles were still made shorter

zelne Frequenzbereiche übrig, in denen bei bestimm- können.individual frequency ranges left in which at can be determined.

ten Azimuten sine sichere Seitenanzeige nicht mög- Wenn als Peilantenne em Kreuzrahmen verwendetIf azimuths are used as a bearing antenna in a cross frame

lieh war. »o wird, ordnet man die Rundantenne zweckmüßiger-was borrowed. "Oh, if you arrange the round antenna more appropriately-

AIs Ursache für diesen Mangel wurden bisher die weise innerhalb des Kreuzrahmens an und verwendetAIs cause of this deficiency were used, within the framework of the cross and so far

Einflüsse von Rückstrahlfeldern, die von metallischen dabei vier Dipole. Dies ist zugleich eine Anordnung,Influences of retro-reflective fields, those of metallic thereby four dipoles. This is also an arrangement

Schiffsaufbauten herrühren, auf die eigentliche Peil- bei der die Forderung nach Zusammenfallen derShip superstructures originate from the actual bearing at which the requirement for the collapse of the

antenne, also den Kreuzrahmen, Adcock od. dgl., an- Phasenschwerpunkte vollkommenerweise erfüllt wird,antenna, i.e. the cross frame, Adcock or the like, at phase focal points is completely fulfilled,

gesehen. 95 Gleichzeitig bringt diese Lösung ein Optimum hin-seen. 95 At the same time, this solution achieves an optimum

Es ist auch bekannt, daß bei Verwendung eins-r sichtlich geringen Raumbedarfs,
einfachen VertikaJantennr als Hilfsantenne Mast- Die kapazitiven Einflüsse der Umgebung auf die ströme störend auf das Ablcitkabel koppeln. Ei ist Rundantenne sind bei den einzelnen Dipolhälften daher vorgeschlagen worden, a!s Hüfsantennc, ins'je- verschieden, und zwar ist die Kapazität der unteren sondere bei Schiffspeilanlagen, eine Dipolanordnung 30 Dipolhälfteil zu den Schiffsaufbauten und zürn Mast zu verwenden, da deren Ableitkabel symmetrisch und größer als die der oberen Dipolhälften. Die DipoJe mithin gegen Störeinflüsse unempfindlich ist (deutsche müssen daher kapazitiv symmetnert werden. Gemäß Patentschrift 1015 073). eine- Weiterbildung der Erfindung werden die jeweils Der Erfindung liegt die neuartige Erkenntnis zu- zusammengehörigen Dipolhälften mit den Statoren gründe, daß es nicht allein die Einflüsse der Rück- 35 eines Differential-Drehkondensators verbunden, des- strahlfelder auf die Peilantenne und die Einflüsse des sen Rotor mit Masse verbunden ist und der zur Ver-Maststroms auf das Ableitkabel — welches Problem, mridung kapazitiver Beeinflussung der Antenne durch wie eben beschrieben, ja bereits gelöst ist — sind, das Bedienungspersonal während des Abstimmen* die die Seitenkennung beeinträchtigen, sondern vor auf Symmetrie zweckmäßigerweise durch eine Motor- allem die Einflösse der Rückstrahlfelder auf den die 4« steuerung fernbedient werden kann. Wenn die Peilgesamte Antennenanordnung tragenden Mast und antennenanordnung, wie allgemein üblich, so ausgevom derart beeinflußten Maststrom durch Verkopp- bildet ist, daß die Spannungen von Rundantenne und lung mit der Rundantenne dessen Einfluß auf die Peilantenne etwa gleich groß sind, kann als Index bei Rundantennenspannung. Demnach bleibt die Auf- der Abstimmung auf Symmetrie dieses Spannungsgabe zu lösen, die die Rundspannung liefernde An- 45 verhältnis dienen. Die Rundantenne braucht nur eintenne so v;eit vom Mast elektrisch zu entkoppeln, mal bei der Installation mit dem Differential-Drehdaß der Maststrom keine Einflüsse auf die Seiten- kondensator symmetnert zu werden, und man geht kennung mehr hat. dabei so vor, daß man am Differential-Drehkonden-Hierzu wird eine Antennenanordnung zur Gewin- sator so lange abstimmt, bis über dem gesamten nung der Rundspannung, bei der zwei oder mehr/im 50 Frequenzbereich, für deti die Antennenanordnung wesentlichen vertikal polarisierte und elektrisch par- brauchbar sein soll, die von Rundantenne und Peilallelgeschaltete Dipolantennen vorgesehen sind, die antenne gelieferten Antennenspannungen, die in gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises angeord- ihnen von einem weit entfernt stehenden Sender ernet sind, gemäß der Erfindung in der Weise verbes- zeugt werden, etwa gleich groß sind, seit, daß die einzelnen Dipolantennen in ihrer 35 Bei Schiffspeilantennenanordnungen ist zumeist Mitte so geknickt sind, daß ihre Strahlerelemente über der Kurzwellenpeilantenne noch eine UKW-vom die Antennen tragenden Mast weggerichtet Peilantenne angeordnet Es ist dann Sorge zu tragen, sind und mit diesem einen Winkel von je etwa 30° daß die zuvor beschriebene Rundantenne für den bilden. Kurzwenenbereich von der UKW-Pcilantenne aus-Der Winkel von 30° ergibt sich als Optimum aus *> reichend entkoppelt ist Gemäß einer weiteren vorder zum einen erhobenen Forderung nach genügen- teilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dazu die der Entkopplung vom Mast, die bei horizontaler An- Rundantenne unter Einschaltung an sich bekannter Ordnung der Dipole maximal wäre, und zum anderen Zwtipole elektrisch unterteilt Diese Unterteilung aus der Forderung, daß durch das Herausschwenken wird 5m UKW-Bereich wirksam, sie ist im darunterder Dipolhälften aus der Vertikalen kein zu großer *s liegenden Frequenzbereich durch die Einschaltung Verinet an Nutzspannung entsteht Da Durchmesser der Zweipole aufgehoben. It is also known that when using one-r visibly small space requirements,
simple VertikaJantennr as auxiliary antenna mast- The capacitive influences of the environment on the currents interfering with the ablcit cable. A round antenna has therefore been proposed for the individual dipole halves, as a hip antenna, in particular the capacity of the lower special in ship direction finding systems, a dipole arrangement 30 dipole half part to the ship superstructure and to the mast to be used because their discharge cables symmetrical and larger than that of the upper halves of the dipole. The DipoJe is therefore insensitive to interference (Germans must therefore be capacitively balanced. According to patent specification 1015 073). The invention is based on the novel knowledge of associated dipole halves with the stators that it is not only the influences of the return of a differential rotary capacitor connected, the beam fields on the DF antenna and the influences of the latter The rotor is connected to ground and the mast current to the derivation cable - which problem, avoiding capacitive influence on the antenna as just described, has already been solved - are the operating personnel during the tuning * which affect the side identification, but rather before symmetry It is advisable to use a motor to control the effects of the reflective fields on which the 4 «control can be operated remotely. If the mast and antenna assembly carrying the entire antenna assembly, as is generally the case, is formed by the mast current influenced in such a way that the voltages of the circular antenna and the circular antenna are approximately the same as their influence on the DF antenna. Accordingly, the coordination of the symmetry of this voltage supply remains to be resolved, which is used to provide the round voltage supplying ratio. The round antenna only needs to be electrically decoupled from the mast so far, sometimes during installation with the differential rotary that the mast current has no influence on the side capacitor to be symmetrized, and one has more knowledge. In doing so , an antenna arrangement is tuned to the winch on the differential rotary condenser until the antenna arrangement is essentially vertically polarized and electrically polarized over the entire voltage of the round voltage, at two or more / in the 50 frequency range which are provided by the circular antenna and parallel-connected dipole antennas, the antenna voltages supplied by the antenna, which are evenly arranged on the circumference of a circle, are generated by a transmitter located far away, according to the invention , are about the same size since the middle of the individual dipole antennas are usually bent in such a way that their radiator elements are arranged above the shortwave DF antenna and a VHF antenna directed away from the mast carrying the antennas. Care must then be taken and with this an angle of about 30 ° each that the previously described run d antenna for the make up. Short wave range from the VHF Pcil antenna - the angle of 30 ° results as the optimum from *> sufficiently decoupled - Round antenna with the inclusion of the known order of the dipoles would be maximal, and on the other hand Zwtipole electrically subdivided This subdivision from the requirement that the 5m VHF range is effective when the dipole halves are swiveled out, it is not too large in the vertical below the dipole halves Frequency range arises through the connection of Verinet to useful voltage Since the diameter of the two-pole is canceled.

de· Kreise«, auf dem die Dipole angeordnet sind, darf Ee ist möglich, for die Rundantemv beliebig viele The circles on which the dipoles are arranged may Ee is possible, and any number for the round antemv

nicht größer sein als ein Viertel der kleinsten zu emp- Dipole zu verwenden. Die einzelnen Dipole könnenshould not be larger than a quarter of the smallest to be recommended. Dipoles should be used. The individual dipoles can

mit wachsender Anzahl immer kleiner werden. Im Extremfall kann eine Vielzahl να:ι Dipolen zu einer bauiichcii Einheit zusammengefaßt werden, bei der aus jeweils r sammengehörigen Dipolhälften je eine durchgehende, elektrisch leitende Anordnung in Form eines KegelMumpfmantels entsteht, wobei diese zwji Mäntel konzentrisch um den die Anten-ie tragenden Mast angeordnet sind und ihre Ränder mit den kleineren Durchmessern benachbart sind. Diese Ausführung ist aber, wie erwähnt, ein Extremfall, der nur i« bei besonderen Forderungen Anwendung finden dürfte, denn er bietet dem Wind cine größere \ngriffsfli.rhe ^Js einzelne Dipole und verändert bei Vereisung seine elektrischen Eigenschaften in stärkerem Maße als einzelne Dipole und hat damit Nach- teile.become smaller as the number grows. In the extreme case, a plurality may να: ι dipoles are combined to form a bauiichcii unit in which sammengehörigen from each r dipole halves occurs, depending on a continuous, electrically conductive assembly in the form of a truncated Mumpf shell, said zwji jackets arranged concentrically around the the formant ie supporting mast and their edges are adjacent to the smaller diameters. However, as mentioned, this embodiment is an extreme case which should only be used for special requirements, because it offers the wind greater grip on individual dipoles and changes its electrical properties to a greater extent when iced over than individual dipoles and therefore has disadvantages.

In Fig. 1 ist wiedergegeben, wie die einzelnen Dipole elektrisch miteinander und mit dem Symmetricr-Differential-Drehkondensator verschaltet sind. Alle oberen Dipolhälften 1 sind mit dem einen Stator »o des Differential-Drehkondensators 3 und alle unteren Dipolhälften 2 mit dem anderen Stator des Differential-Drehkondensators 3 verbunden. Die einzelnen Dipolhälften sind aus der Senkrechten um 30° herausgeschwenkt, der Durchmesser des Kreisrings, auf »5 dem sie angeordnet sind, ist kleiner als ein Viertel der kleinsten zu emp^fengenden Wellenlänge l_min. 1 shows how the individual dipoles are electrically connected to one another and to the symmetric differential rotary capacitor. All upper dipole halves 1 are connected to one stator of the differential rotary capacitor 3 and all lower dipole halves 2 are connected to the other stator of the differential rotary capacitor 3. The individual dipole halves are pivoted out of the vertical by 30 °, the diameter of the annulus, to "5 which they are arranged is smaller than a quarter of the smallest to emp ^f narrow the wavelength l _min.

In Fig. 2 ist ein Ausfülirungsbcispiel einer vo?1· ständigen Kurzwcllen-Peilantenrenanordnung wiedergegeben, in dem die Rundspannungsantenne nach der 3« Erfindung enthalten ist In ihr ist 5 eine Box aus elektrisch nichtleitendem Material, an der die Elemente 1, 2 der Rundspannungsantennc nach vier Erfindung befestigt sind. In der Box 5 sind eine Fcrritpeilanlenne und alle Verschalrungselemente der Ce- samtantennenanordnung wettersicher untergebracht. Bei einer besonderen Ausführungsform, die in F i g. 3 wiedergegeben ist, ist über der Kurwellen-Peilantennenanordnung zusätzlich eine UKW-Peilantenne 8 angeordnet, deren Kabelableitung durch einen Kreuzrahmen 4 an der Kurzwellen-Peil antennenanordnung vorbei nach unten geführt wird und die von diesem Kreuzrahmen getragen wird. Bei einer besonderen Ausführung des Kreuzrahmens 4 kann dieser auch als zusätzliche Peilantenne verwendet '.5 werden.In Fig. 2 is an embodiment of a vo? 1 · constant shortwave DF antenna arrangement in which the omnidirectional voltage antenna after the 3 " Invention is contained In it 5 is a box made of electrically non-conductive material, to which the elements 1, 2 of the Rundspannungsantennc according to four invention are attached. In the box 5 are a Fcrritpeilanlenne and all the cladding elements of the Ce- Velvet antenna arrangement housed in a weatherproof manner. In a particular embodiment, which is described in F i g. 3 is shown, a VHF DF antenna 8 is also arranged over the course wave DF antenna arrangement, the cable derivation through a cross frame 4 on the shortwave Peil antenna assembly is passed down and the is supported by this cross frame. In a special embodiment of the cross frame 4 can this can also be used as an additional DF antenna '.5.

In Fi g. 4 ist das I rinzip der als Extremlösung beschriebenen Ausführungsform der Rundantenne wiedergegeben, bei der sehr viele Dipole zu z'vci Kcgclstumpfmänteln 7 zusammengefaßt sind, die konzentrisch um den tragenden Mast 6 angeordnet sind.In Fi g. 4 shows the principle of the embodiment of the circular antenna described as an extreme solution, in which a large number of dipoles are combined to form two truncated shells 7 which are arranged concentrically around the load-bearing mast 6.

Claims

Patent claims:

1. Kurzwcüen-Antennenanordnung zur Gewinnung einer Rundspannung bei Peilanlagen, insbesondere Schiffspcilanlapcn, bei der zwei oder mehr, i-.. wesentlichen vertikal polarisierte und elektrisch parallelccschaltetr. Dipolantenr.cn vorgesehen sind, die gleichmäßig auf dem Umfang eints Kreises angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß dt«: einzelnen Dipolantennen in ihrer Mitte derart geknickt sind, daß ihre Strahlerelemente vom die Antennenanordnung tragenden Mast weggerichtet sind und mit diesem einen Winkel von je etwa 30° bilden.1. Kurzwcüen antenna arrangement for obtaining a round voltage in direction finding systems, in particular Schiffspcilanlapcn, in the two or more, i- .. essentially vertically polarized and electrically parallelccwitched. Dipolantenr.cn are provided which are uniform on the circumference are arranged in a circle, characterized in that dt «: individual dipole antennas are bent in their center in such a way that their radiator elements are directed away from the mast carrying the antenna arrangement and with this form an angle of about 30 ° each.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Symmetrierung der Dipole hinsichtlich ihre' Kapazität zu Schiffsaufbauten und insbesondere zum tragenden Mast ein Differential-Drehkondensator vorgesthen ist, dessen Statoren jeweils mit zusammengehörigen Dipolhälften and dessen Rotor mit Masse verbunden sind und der vorzugsweise durch eine Motorsteuerung fernbedienbar hL2. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that for balancing the Dipoles with regard to their 'capacity to ship superstructures and in particular to the supporting mast Differential rotary capacitor is vorgesthen, whose stators are each connected to associated dipole halves and whose rotor is connected to ground and which is preferably remotely controllable by a motor control hL

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Dipolelemcntc zur Entkopplung von siner gegebenenfalls zusätzlich in ihrer Nähe angeordneten UKW-Antenne elektrisch unter Einschaltung an sich bekannter Zweipole unterteilt sind.3. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that the Dipolelemcntc to Decoupling of its VHF antenna, which may also be arranged in its vicinity, are electrically subdivided with the inclusion of two-pole connections known per se.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bauliche Vereinigung einer Vielzahl der Dipole dadurch, daß für jeweils alle zusammengeschalteten Dipolhälften jeweils eine durchgehende, elektrisch leitende Anordnung in Form eines Kegelstumpfmantels entsteht, und daß diese zwei Anordnungen konzentrisch um den die Antenne tragenden Mast angeordnet sind und wobei ihre Ränder mit den kleineren Durchmessern benachbart sind.4. Antenna arrangement according to claim 1, characterized by a structural union a plurality of dipoles in that for each of all interconnected dipole halves each a continuous, electrically conductive arrangement in the form of a truncated cone jacket is created, and that these two arrangements are arranged concentrically around the mast supporting the antenna and wherein their edges are adjacent to the smaller diameters.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings