DE2360786A1

DE2360786A1 - Vorrichtung zum abstrahlen von radiowellen

Info

Publication number: DE2360786A1
Application number: DE2360786A
Authority: DE
Inventors: Nelson B Tharp
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1974-06-20
Also published as: GB1390009A; US3823402A; JPS4990470A

Description

DiPL-ING. KLAUS NEUBECKER 2360786

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

43,046 Düsseldorf, 5.12.1973

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Vorrichtung zum Abstrahlen von Radiowellen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abstrahlen von Wellen mit niedriger Frequenz, insbesondere zum Abstrahlen von Radiowellen mit niedriger und sehr niedriger Frequenz.

Bei der Ausbreitung von Radiowellen mit niedriger Frequenz ist es schwierig, eine geeignete Antenne oder ein Strahlelement herzustellen. Bei abnehmender Frequenz der abzustrahlenden Welle nimmt die Wellenlänge zu, so daß im allgemeinen ein größerer Antennenaufbau erforderlich ist, um die Radiowelle wirksam abzustrahlen.

In dem Niederfrequenzband von 30 bis 300 kHz und in dem darunter liegenden Frequenzband von 3 bis 30 kHz ist bisher keine wirkungsvolle Antenne für die Erzeugung derartiger Radiowellen bekannt geworden. Ein geeignetes Strahlelement wäre ein vertikaler Strahler, dessen Länge eingestellt oder elektrisch abgestimmt würde, so daß sie gleich der halben Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz des Senders ist. Bei den betrachteten Frequenzen würde die Antenne übermäßig 1-ang, so daß sie nicht am Erdboden aufgestellt werden kann. Falls beispielsweise die Betriebsfrequenz der auszubreitenden Radiowelle 22 kHz beträgt, würde die

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Länge einer Antenne mit Halbwellenlänge in der Größenordnung von 7 000 m liegen. Offensichtlich wäre es schwierig, wenn nicht unmöglich, eine Antenne mit einer solchen Länge am Erdboden zu errichten.

Gemäß dem Stand der Technik wurde die Länge der Antennen für die Ausbreitung von Wellen mit niedriger Frequenz dadurch herabgesetzt, daß eine Schirmanordnung vorgesehen wurde, welche ein zentrales vertikales Element enthält, das auf dem Erdboden gelagert ist und mehrere Elemente aufweist, die sich von dein obersten Abschnitt in der Form eines Schirmes erstrecken. Zur Kompensation der zu geringen Länge wurde eine Drosselspule in Reihe zwischen dem zentralen Element und dem Erdboden geschaltet. Eine derartige Drosselspule stellt jedoch einen Widerstand dar, der Antennenverluste mit sich bringt. Auch werden große Spannungen an der Drosselspule erzeugt, welche Isolatxonsprobleme hervorrufen. Im Ergebnis muß derfeadiowellensender zusätzliche Leistung bereitstellen, um die durch die Drosselspule bedingten Verluste bezüglich des Wirkungsgrades auszugleichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, so daß Wellen mit niedriger Frequenz mit höherem Wirkungsgrad abgestrahlt werden können und die Vorrichtung weniger komplex und kostspielig aufgebaut ist.

Bei einer Vorrichtung zum Abstrahlen von Radiowellen mit verhältnismäßig niedriger Frequenz von einer Antenne, welche von einem Flugzeug aus entfaltet werden kann und mit einem Sender für Radiowellen niedriger Frequenz mit einer vorbestimmten Betrxebswellenlänge verbunden ist; wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antenne an ihrem oberen Ende mit dem Sender verbunden ist und im wesentlichen vertikal von dem Flugzeug in einer Länge herabhängt, die im wesentlichen gleich einem Viertel der.Betriebswellenlänge des Senders ist, und eine Einrichtung einen Strompfad mit niedrigem Widerstand von einem unteren Ende der Antenne zu einem Wasserreservoir herstellt,

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welches im wesentlichen eine Masseebene für die Antenne darstellt.

Die Antenne kann an ihrem oberen Ende von einem Flugzeug, beispielsweise einem Hubschrauber herabhängen, und ihr unteres Ende kann in Berührung mit Meereswasser stehen. Insbesondere kann eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen dem unteren Ende der Antenne und dem Meereswasser ausgebildet werden, wobei das Meereswasser eine Masseebene für die Antenne bildet. Im Ergebnis kann die Länge der Antenne wesentlich herabgesetzt werden. Statt eine Antennenlänge mit der halben Wellenlänge der Betriebsfrequenz der abzustrahlenden Radiowelle erforderlich zu machen, wird eine Masseebene durch das Meereswasser hergestellt, durch welche die Länge der Antenne um die Hälfte auf ein Viertel der Länge der Betriebswellenlänge des abzustrahlenden Signales herabgesetzt werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten.Ausführungsform der Erfindung kann eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen dem untersten Ende der Antenne und dem Meereswasser durch einen Wasseranker hergestellt werden, der einen großen Oberflächenbereich mit einem elektrisch.leitfähigen Material enthält. Dadurch wird eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen der Antenne und dem Meereswasser hergestellt, und die an dem untersten Ende der Antenne entstehenden hohen Ströme werden an das Meereswasser abgeleitet. Gemäß einer Ausführungsform kann der Wasseranker an seinem unteren Ende eine öffnung aufweisen, die wahlweise geschlossen und geöffnet werden kann, so daß das Meereswasser in den Wasseranker eintritt und dadurch dessen Gewicht und Stabilität erhöht. Der Wasseranker kann daher leicht im entleerten Zustand durch das Flugzeug transportiert und in das Wasser abgesenkt werden und■dieses kann dann in den Wasseranker eingelassen werden. Falls angestrebt wird, daß der Wasseranker aus dem Meereswasser entfernt wird, kann die öffnung geöffnet werden, so daß dadurch das Wasser freigegeben und der Wasseranker gewichtsmäßig entlastet wird.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann von dem Flugzeug aus ein Gegengewicht ausgebreitet werden, wodurch die um das Flugzeug herum entstehenden Potentialdifferenzen und eine mögliche Störung bei der Abstrahlung von Radiowellen herabgesetzt werden. Es kann eine geeignete leitfähige Buchse mit einem gegenüber dem Durchmesser des Gegengewichtes größeren Durchmesser um den Endabschnitt des Gegengewichtes herum angeordnet werden, so daß die Potentialdifferenz und die Neigung zur Koronabildung bei zunehmender Leistung herabgesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein von einem Hubschrauber herabhängendes

Antennensystem;

Fig. 2A, 2B und 2C schematisch verschiedene mögliche Verbindungen eines Hochfrequenzgenerators bezüglich des Gehäuses des Flugzeuges;

Fig. 3 den Spannungsverlauf und die Stromverteilung

um die Antenne herum und

Fig. 4 eine Seitenansicht mit ausgeblendeten Teilen

eines¹Wasserankers, der mit dem unteren Ende der Antenne gemäß Fig. 1, 2A, 2B und 2C verbunden ist.

In Fig. 1 ist ein Antennenelement 18 dargestellt, welches vertikal von einem Flugzeug, beispielsweise einem Hubschrauber 10 herabhängt. Die Antenne 18 ist kreisförmig aufgebaut und kann von einer Winde 14 aus auf- oder abgewickelt werden, die von dem Hubschrauber 10 getragen wird. Ein Motor 12 wird derart gesteuert, daß er die Winde 14 in der gewünschten Weise betätigt.

An dem untersten Ende der Antenne 18 ist ein Wasseranker 20 ange-

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schlossen, durch welchai eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen der Antenne 18 und dem Meereswasser 21 hergestellt wird. Die Antenne 18 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material und hat einen ausreichenden Durchmesser, so daß sie die Potentialdifferenzen aushält, ohne daß es zur Lichtbogenbildung oder zu Koronaeffekten kommt. Der Aufbau der Antenne und insbesondere deren Material sollte bei Hochfrequenz leitfähig sein, so daß mögliche Oberflächeneffekte auf Grund der durch die Antenne 18 fließende Ströme herabgesetzt werden. Auch sollte die Antenne 18 mechanisch hinreichend stabil sein, so daß sie ihr eigenes Gev/icht tragen kann. Sie sollte einen geeigneten, beispielsweise kreisförmigen Aufbau haben, so daß das Auf- und Abwickeln von der Winde 14 möglich ist. Ein kreisförmiger Aufbau der Antenne setzt auch den Windwiderstand herab, wenn diese durch die Luft mittels des Hubschraubers 10 bewegt wird» Bei einer Ausführungsform hat die Antenne 18 einen Durchmesser im Bereich von 3 bis 12 mm, und sie enthält einen Kern, um welchen Stränge aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium gewickelt sind. Der Kern besteht aus geeignetem Material, so daß die mechanische Stabilität der Antenne 18 erhöht wird; beispielsweise können Stahl oder Kunststoff wie Glasfasergewebe verwendet werden', um das Gewicht der Antenne 18 herabzusetzen.

Die Länge der Antenne 18 kann wesentlich herabgesetzt werden, indem das Salzwasser 21 als Grund- oder Masseebene für die Antenne verwendet wird. Der Wasseranker 20 ergibt eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zwischen dem untersten Ende der Antenne 18 und dem Meereswasser 21. In Fig. 3 sind die Spannungs- und Stromverteilungen einer neuartigen Antenne dargestellt. Insbesondere ist die Länge der Antenne 18 etwa ein Viertel der Wellenlänge der Betriebsfrequenz der auszubreitenden Radiowelle. Wenn üblicherweise eine Resonanzantenne aufgebaut werden soll, so muß deren Länge gleich der Hälfte der Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz sein. Die Verwendung einer durch das Meereswasser gebildeten Masseebene ergibt jedoch ein Spiegelabbild der Antenne, so daß die Antenne 18 anscheinend eine wirksame

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Länge aufweist, die der halben Wellenlänge entspricht. Gemäß Fig. 3 wird eine elektrische Verbindung zwischen der Antenne 18 und dem Meereswasser 21 hergestellt, so daß eine Masseebene erzeugt wird und die hohen am unteren Ende der Antenne 18 entstehenden Ströme in das Wasser abgeleitet werden. Die Länge der Resonanzantenne kann wesentlich herabgesetzt werden, indem die beschriebene Masseebene vorgesehen wird. Im Ergebnis werden beträchtliche Kosteneinsparungen erreicht, und es wird eine Antenne mit einem guten Abstrahlungswirkungsgrad ohne die bei den bekannten Antennen für niedrige Frequenzen auftretenden Leistungsverluste erhalten.

In Fig. 2A ist schematisch die Verbindung eines Hochfrequenzgenerators 26 mit der Antenne 18 dargestellt. Der Generator 26 ist durch ein Kupplungsglied 24 mit der Antenne verbunden, so daß die geeignete Impedanzabstimmung zwischen der Antenne 18 und dem Generator 26 sichergestellt wird. Die Kombination des Generators 26 und die Kupplung 24 bilden einen Radiowellensender. Andererseits kann der Generator 26 mit dem Mantel des Hubschraubers 10 an der Stelle 28 verbunden werden. Gemäß Fig. 2A ist das Kupplungsglied 24 mit der Antenne 18 durch eine Isolierbuchse 22 innerhalb des Gehäuses des Hubschraubers 10 verbunden. Falls die Isolierbuchse 22 nicht vorgesehen würde, könnte der Generator 26 . durch den Mantel des Hubschraubers 10 kurzgeschlossen werden. Kupplungsglieder gemäß Fig. 2A sind bekannt und können beispielsweise aus einem übertrager bestehen, dessen Windungsverhälnis für die gewünschte Impedanzabstimmung gewählt ist. Es sind auch induktive und kapazitive Abstimm-Netzwerke bekannt, wie sie beispielsweise beschrieben sind in "V.L.F. Engineering", veröffentlicht von Pergamon Press. Derartige Netzwerke könnten zur Verbindung der Antenne 18 mit dem Generator 26 verwendet werden. Dieser Generator 26 kann eine relativ hohe Ausgangsleistung bei einer niedrigen Frequenz für die Antenne 18 bereitstellen. Solche Generatoren sind bekannt und können beispielsweise aus einem Festkörper-Sendeverstärker bestehen.

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Das Antennensystem gemäß Fig. 2B ist ähnlich demjenigen in Fig. 2A mit der Ausnahme, daß ein Gegengewicht 32 von dem Hubschrauber IO herabhängt. Wie in Fig. 2B dargestellt ist, ist das führende Ende des Gegengewichtes 32 elektrisch mit dem Generator 26 über das Gehäuse des Hubschraubers 10 am Punkt 30 verbunden. Das Gegengewicht 32 kann mit dem Radiowellensender in anderer bekannter Weise, beispielsweise parallel zur Antenne 18 verbunden sein. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert wird, dient-das Gegengewicht 32 dazu, die erforderliche Länge der Antenne 18 und die Potentialdifferenzen um den Hubschrauber IO herum herabzusetzen. Falls ein Radiowellensignal mit 22 kHz ausgestrahlt werden soll, hätte eine herkömmliche Halbwellenlängenantenne eine Länge von etwa 7 000 m. Im Gegensatz dazu würde die neuartige Antenne 18 mit einer Masseebene eine Länge von etwa 3 200 m aufweisen. Um die Länge der Antenne weiter herabzusetzen, wird das Gegengewicht 32 vorgesehen, dessen Länge praktisch von derjenigen der Antenne 18 abgezogen werden kann. Die Länge· des Gegengewichtes 32 ist jedoch in verschiedener Hinsicht begrenzt. Zunächst ist eine sich vertikal erstreckende Antenne 18 ein wirkungsvollerer Strahler bezogen auf die Längeneinheit. Es muß also ein Kompromiß bezüglich des Wirkungsgrades bei der Wellenausbreitung und der Verminderung der Länge der Antenne 18 geschlossen werden. Außerdem vermindert das Gegengewicht 32 die Potentialdifferenzen um das Gehäuse des Hubschraubers 10. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die höchsten durch die Antenne 18 erzeugten Potentialdifferenzen an deren oberem Ende entstehen. Wenn daher der Generator'26 am Punkt A und nicht am Punkt B eingefügt wird, werden die um das Gehäuse des Hubschraubers herum entstehenden Potentialdifferenzen herabgesetzt; Im Ergebnis werden die hohen Potentialdifferenzen vom Hubschrauber zum Ende des Gegengewicntes 32 verschoben.

Um mögliche Koronaeffekte" auf Grund der hohen am Ende des Gegengewichtes 32 entstehenden Potentialdifferenzen herabzusetzen, wird eine Buchse 34 mit einem größeren Durchmesser auf dem Endabschnitt* des" Gegengewichtes 32 vorgesehen. Gemäß Fig. 2B kann

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die Buchse 34 zentral zu dem Gegengewicht 32 über Abstandselemente 35 angeordnet werden. Die Buchse 34 besteht aus elektrisch leitfähigem Material, so daß die Oberfläche erhöht wird, entlang welcher hohe Potentialdifferenzen entstehen. Bei einer Ausführungsform hat das Gegengewicht 32 eine Länge von 800 m und die Buchse 34 kann auf die letzten 65 m des Gegengewichtes 32 aufgesetzt werden. Die Buchse 34 kann einen Durchmesser von 150 bis 300 sim haben und dadurch die wirksame Abstrahlfläche des Gegengewichtes 32 erhöhen. Das Gegengewicht 32 kann ähnlich aufgebaut sein wie die Antenne 38 und kann einen Durchmesser von etwa 3 bis 6 mm aufweisen.

In Fig. 2C ist schematisch dargestellt, wie ein Gegengewicht 32A mit dem Radiowellengenerator 26 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Gegengewicht 32A nicht mit dem Gehäuse des Hubschraubers IO gemäß Fig. 233 sondern mit dem Generator 26 durch eine Isolierbuchse 38 verbunden, welche in dem Gehäuse des Hubschraubers angeordnet ist. Der Generator 26 ist wiederum durch das Kupplungsglied 24 mit dem Gehäuse des Hubschraubers 20 am Punkt 36 verbunden. Gemäß Fig. 2C ist die Antenne 18 auch am . Punkt 36 mit dem Gehäuse des Hubschraubers 10 verbunden. Vorstehend wurde der Betrieb der neuartigen Vorrichtung unter Bezugnahme auf Meereswasser beschrieben. Obgleich die neuartige Antenne prinzipiell auch in anderem Wasser arbeiten würde, wäre ihr Wirkungsgrad doch beeinträchtigt, falls der Wasseranker 20 in üblichem Wasser angeordnet würde. Der Wirkungsgrad der Masseebene hängt von der Leitfähigkeit des Wassers ab, in welches der Anker 20 eingetaucht ist. Meereswasser hat ein ausreichendes Leitfähigkeitsvermögen wegen des Salzes und anderer Verunreinigungen, so daß die Meeresebene für die Antenne·■ 18 ausgebildet wird. Wenn das Leitfähigkeitsvermögen auf Grund des Salzes innerhalb des Wassers abnimmt, würde mehr Energie des Generators 26 erforderlich, um die weniger ideale Leitfähigkeit auszugleichen. Eine hervorragende Masseebene wird durch Wasser erhalten, welches im Verhältnis 1 000s1 oder mehr NaCl enthält, wobei sich eine Leitfähigkeit von 0,1 mhos/m bei Wasser mit.O⁰C ergibt...

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In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des Wasserankers 20 beschrieben. Insbesondere enthält der Wasseranker 20 ein Gehäuse 44 mit geringem Gewicht, welches aus beständigem, leichten Material, beispielsweise Holz oder Kunststoffmaterial besteht, und einen Hohlraum zur Aufnahme von Wasser in noch zu beschreibender Weise ausbildet. Der untere Flächenabschnitt des Wasserankers 20 ist mit einer Metallschicht 32 mit einem niedrigen Widerstand oder einem anderen Material beschichtet, so daß eine gut leitende Oberfläche für den Kontakt mit dem Meereswasser geschaffen wird. Die Außenfläche des zylindrischen Wasserankers 20 ist wesentlich größer als diejenige der entsprechenden Länge der Antenne 18, so daß eine relativ große Oberfläche für den Kontakt mit dem Meereswasser 21 erhalten wird. Im Ergebnis wird zwischen der Antenne 18 und dem Meereswasser ein elektrischer Kontakt mit niedrigem Widerstand hergestellt. Die hohen am unteren Ende der Antenne 18 auftretenden Ströme werden in das Meereswasser 21 abgeleitet. Außerdem ist ein elektrisch leitfähiger Strompfad von der Schicht 62 zu der Antenne 18 vorgesehen. Zwischen der Antenne 18 und einem Tragglied 42 ist ein universelles Steckglied 40 verbunden. Zwischen der Antenne 18 und der Schicht wird ein Strompfad durch eine geeignete Einrichtung hergestellt, welche den Strompfad 64 und das universelle Steckglied 40 umfaßt. Falls die Antenne 18 in Meereswasser angeordnet wird, würde ein sehr hoher Strom pro Flächeneinheit in" das Wasser' abgeleitet werden, so daß in dem unteren Teil der Antenne Wärme erzeugt wird. Je nach der Leistung des Generators 26 und der durch diese bedingten Größe des Stromflusses könnten der Leiter und/oder das umgebende Wasser auf relativ hohe Temperaturen erhitzt werden, so daß der Leiter schmilzt und/oder Gase aus dem Wasser aufsteigen. In diesem Fall würde eine Gassehicht um die Oberfläche des Wasserankers 20 und/oder die Antenne 18 herum entstehen und der Kontakt mit niedrigem übergangswiderstand zwischen der Antenne 18- und dem Wasser 21 wäre nicht langer gewährleistet. Um die Wahrscheinlichkeit herabzusetzen, daß sich eine derartige Gassehicht bildet und um einen Strompfad mit niedrigem Widerstand zwischen der Antenne 18 und dem Wasser 21 auszubilden,

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ist der Wasseranker 20 mit einer hinreichend großen freien Fläche aus einem Material hergestellt, welches einen niedrigen spezifischen Widerstand aufweist und nicht korrodiert, wenn es in das . Salzwasser eingeführt wird. Hierzu können beispielsweise Kupfer oder vorbehandeltes Zink verwendet werden.

Der Wasseranker 20 dient auch dazu, die Position des unteren Endes der Antenne in dem Meereswasser 21 zu stabilisieren. Falls das Ende der Antenne 18 wiederholt vom Salzwasser herausgezogen v/erden könnte, würde der Viirkungsgrad der Radiowellenübertragung wesentlich herabgesetzt. Daher ist der Wasseranker 20 mit einer Tür 54 versehen, welche von einer eine öffnung 26 innerhalb des Gehäuses 44 bedeckenden Position in eine Öffnungslage bewegt werden kann, so daß das Wasser in das Gehäuse 44 eingeführt oder aus diesem herausgelassen v/erden kann. Gemäß Fig. 4 ist die Tür 54 drehbar in einer Halterung 58 angeordnet und kann bei der Betätigung eines Magnetsehalters 48 geöffnet werden, welcher mit der Tür 54 durch einen flexiblen Draht 52 verbunden ist, so daß dieser frei über eine Rolle 60 laufen kann. Die Magnetspule 48 wird wahlweise durch ein Signal betätigt, das durch einen Empfänger für frequenzmodulierte Signale empfangen wird, welcher in einem Behälter 46 am obersten Abschnitt des Gehäuses 44 angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die axiale Länge des Gehäuses 44 etwa 4 m bei einem Durchmesser von 30 bis 45 cm. Die Schicht 62 aus elektrisch leitfähigem Material erstreckt sich vom Boden des Gehäuses 44 in einem Abstand von 1,8 m. Bei einer elektrisch leitfähigen Schicht mit den vorstehenden Abmessungen konnte der Strom eines Generators für 2O kW wirksam abgeleitet werden.

Im Betrieb des Äntennensystemes wird die Antenne 18 mit dem daran befestigten iiasrier;uirr.er 20 von aej.i hubschrauber 10 in einer relativ niedrigen Höhe über der Wasserfläche 21 aufgehängt. Wenn sich der Wasseranker 20 in dem Meereswasser 21 befindet, strömt

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das Wasser in die Öffnung26 und öffnet dadurch die Tür 54. Im Ergebnis, füllt sich das Gehäuse 44 mit Wasser und erhöht dadurch das Gewicht und die Stabilität des Wasserankers 20. Danach steigt der Hubschrauber 10 auf-, während die Seilwinde die Antenne 18 abwickelt. Entsprechend der Frequenz der; zu übertragenden Radiowellen steigt der Hubschrauber in eine Höhe über dem Viasserspiegel-21 ,welche in etwa einem Viertel der Wellenlänge der Betriebsfrequenz der abzustrahlenden Welle entspricht. Die Antenne 18 ist natürlich um eine dieser Höhe entsprechende Länge ausgefahren worden, so daß eine Resonanzantenne erhalten wird, deren Länge ein Viertel der Wellenlänge der auszustrahlenden Radiowellen beträgt. Das Meereswasser 21 ergibt eine Masseebene durch die mittels .des Wasserankers 20 hergestellte Verbindung mit niedrigem Widerstand. Die Dauer der Radiowellenabstrahlung hängt von der Brennstoffkapazität des Hubschraubers 10 und wiederum von der Zeit, ab, welche erforderlich ist, um die Antenne 18 auszufahren und wieder ,einzuholen. Im Ergebnis vermindert die herabgesetzte Länge der.Antenne 18 die zum Ausfahren;der Antenne erforderliche Zeit und dehnt.damit die Zeit aus, während welcher die Radiowellen übertragen werden, können. Während der übertragung der Radiowellen fliegt der Hubschrauber 10 einfach in Kreisen mit einer. Geschwindigkeit von etwa 50. Knoten, wodurch der Wasseranker 20 in einer relativ stationären Position bleibt und die Antenne 18 sich um das Steckglied 40 dreht. Gemäß Fig. 2C hält ein Luftanker 70 die Spannung aufrecht und verhindert ein übermäßiges Absinken des. Gegengewichtes 32A. Durch die kreisförmige Flugbahn, werden eine bessere Ausnutzung, des Treibstoffs des Hubschraubers, und. eine längere Übertragungszeit erhalten. Zur Aufnahme der.-Antenne .18 steigt der Hubschrauber in dem Haß hoch, in Welchem·-die Winde 14 die Antenne 18 ausfährt. Um den Wasseranker 20 aus dem Meereswasser 21 zn entfernen, wird ein nicht dargestellter Sender innerhalb des Hubschraubers 10 betätigt, der ein..Signal an .den ./frequenzmpdulierten. Empfänger innerhalb des Behälters .46 abgibt, wodurch der Magnetschalter. 48 betätigt _ wird; IraErgebnis, wird.der, Anker.zur öffnung.der Tür 54 zurück-

gezogen und gestattet die Abgabe des ursprünglich in den Wasseranker 20 aufgenommenen Wassers. Auf diese Weise wird der leere Wasseranker 20 aus dem Wasser herausgehoben, ohne daß die Antenne ' 18 und der Hubschrauber 10 durch das Gewicht des eingeschlossenen Wassers belastet würden»

Es wird somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur effektiven Aufspannung einer Antenne 18 mit einer herabgesetzten Länge zur Äbstrahlung von Radiowellen mit relativ niedriger Frequenz geschaffen. Die Längenverminderung der Antenne wird im Prinzip dadurch erhalten, daß das Meereswasser als Masseebene für die Antenne mittels einer Kontakteinrichtung mit ^niedrigem Widerstand, beispielsweise dem Wasseranker, verwendet wird. Auch wird neben der Längenverminderung der Antenne mittels eines vom Hubschrauber herabhängenden Gegengewichtes die Möglichkeit herabgesetzt, daß sich hohe störende Potentialdifferenzen ausbilden.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Abstrahlen von Radiowellen mit verhältnismäßig niedriger Frequenz von einer Antenne, die von einem Flugzeug aus entfaltet werden kann und mit einem Sender für Radiowellen niedriger Frequenz mit einer vorbestimmten Betriebswellenlänge verbunden ist, dadurch gekenn.· ze i chnet _B daß die Antenne (18) an ihrem oberen Ende mit dem Sender (24, 26) verbunden ist und im wesentlichen vertikal von dem Flugzeug (18) in einer Länge herabhängt, die im wesentlichen gleich einem Viertel der Betriebswellenlänge des Senders ist, und eine Einrichtung (20) einen Strompfad mit niedrigem Widerstand von einem unteren Ende der Antenne zu einem Wasserreservoir (21) herstellt, welches im wesentlichen eine Masseebene für die Antenne darstellt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gegengewicht (32) von dem Flugzeug (16) herabhängt und elektrisch mit dem Sender (24,26) verbunden ist und das Gegengewicht eine vorbestimmte Länge aufweist, durch welche die Länge der Antenne (18) und die sich um das Flugzeug ausbreitenden hohen Potentialdifferenzen herabgesetzt werden.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Buchse (34) um das bezüglich des Flugzeuges (10) entfernte Ende des Gegengewichtes (32) herum derart angeordnet ist, daß eine erhöhte Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Materiales gebildet ist, welche die sich normalerweise am entfernten Ende des Gegengewichtes ausbildenden hohen Potentialdifferenzen herabsetzt.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch' gekennzeichnet , daß ein Wasseranker (20) mit einer Außenfläche (62) aus einem elektrisch leitfähigen Material vorgesehen ist und eine Einrichtung einen elektrisch leitfähigen Strompfad (64) von der Außenfläche zur Antenne (18) bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranker (20) einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Antenne hat und dadurch eine größere Außenfläche für den Kontakt mit dem Wasserreservoir bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrisch leitfähige Oberfläche (62) ein Material mit einem relativ niedrigen spezifischen Widerstand aufweist und bei salzhaltigem Wasser nicht korrodiert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Wasseranker (20) eine Öffnung (56) an seinem unteren Ende hat, durch welche das Wasser eingeführt oder abgelassen werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Wasseranker eine Tür (54) aufweist, welche von einer ersten Schließstellung in eine zweite Öffnungsstellung bewegbar ist, in welcher das Wasser durch die Öffnung strömen kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranker (20) einen Magnetschalter (48) zur Verschiebung der Tür (54) von ihrer ersten Lage in ihre zweite Lage und eine auf ein steuersignal ansprechende Hochfreguenzeinrichtung (46) enthält, die das Magnetventil (48) zur Verschiebung der Tür (54)

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von der ersten in die zweite Lage betätigt»

10. Verfahren" zum Abstrahlen von Radiowellen mit einer relativ niedrigen Frequenz von einer Antenne, dadurch g e k e η η · ze i c h η e t , daß ein Signal mit einer relativ niedrigen Frequenz einer ausgewählten Wellenlänge erzeugt und der Antenne (18) zugeführt wird, die Antenne im wesentlichen vertikal in einer Länge ausgefahren wird, welche näherungsweise einem Viertel der gewählten Wellenlänge entspricht und das untere Ende der Antenne in elektrischen Kontakt mit einem Wasserreservoir (21) mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit eingebracht wird, welches als Masseebene für die Antenne dient.

11. Verfahren-nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (18) von einem Flugzeug ClO) in einer Länge ausgefahren wird, die im wesentlichen einem Viertel der Betriebswellenlänge entspricht und das Flugzeug auf dieser Höhe während der Erzeugung und Zufuhr der Signale zur Antenne gehalten wird. ·

12·. ' Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η τ ζ e ic hnet , daß die Antenne (18) von einem Flugzeug (10) ausgefahren wird, wenn dieses in eine Höhe aufsteigt, welche im wesentlichen einem Viertel der Betriebswellenlänge entspricht, das Flugzeug in dieser Höhe gehalten wird, während die Signale erzeugt und der Antenne zugeführt wefrden und das Flugzeug beim Einfahren der Antenne in entsprechend niedrige Höhen absteigt.

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