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BESCHREIBUNG zu der Patentanmeldung In der Länge verstellbare Drahtantenne
Die Erfindung betrifft eine aus Leiterseilen und anschliessenden Isolierseilen bestehende,
zwischen einem Speisepunkt und Abspannpunkten gespannte Drahtantenne, deren elektrische
Leiterlänge durch Verschieben der Verbindungspunkte von Leiter- und Isolierseil
gegenüber dem Speisepunkt veränderbar ist.
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Im Grenz- und Kurzwellenbereich werden oft mechanisch in der Länge
abgestimmte Drahtantennen als Sendeantennen verwendet, da diese verglichen mit über
Impedanzanpassgeräte abstimmbaren oder gedämpften Breitbandantennen bezüglich Wirkungsgrad
und Kosten immer noch die optimalste Lösung darstellen. Ein mechanisch abgestimmter
Halbwellendipol, dessen beide Dipolarme durch entsprechende Längenänderung auf die
jeweilige Frequenz abgestimmt sind, besitzt ohne Zwischenschaltung von Transformationsgliedern
einen Eingangswiderstand, der unmittelbar den Anschluss üblicher Sender und Empfänger
ermöglicht.
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Die bisher bekannten Lösungen zur mechanischen Veränderung der Antennenlänge
besitzen jedoch noch prinzipielle Nachteile,
die gemäss der Erfindung
beseitigt werden sollen. So ist es beispielsweise bekannt, die ganze Drahtantenne
aus mehreren, jeweils durch Isolatoren voneinander getrennten Leiterseilabschnitten
aufzubauen und die gewünschte Antennenlänge durch Verbinden dieser Leiterstücke
mittels Leiterbrücken herzustellen. Zum Frequenzwechsel muss die Antenne vom Mast
heruntergelassen werden, was umständlich und zeitraubend ist. Aus mechanischen Gründen
können nicht beliebig viele Isolatoren zwischengeschaltet werden, so dass z.B. nur
4 diskrete Frequenzen eingestellt werden können.
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Man hat auch schon versucht, das Leiterseil im Speisepunkt auf einer
Trommel aufzuwickeln. Eine solche Aufwickeltrommel muss jedoch gut abgeschirmt sein,
da sonst Resonanzen zu unzulässig hohen Energiedichten in der Trommel und damit
zu deren Erwärmung führen würden. Dadurch wird jedoch das Gewicht und die Windlast
gross und diese Lösung kann deshalb nicht ohne weiteres bei leichten Steck- oder
Kurbelmasten angewendet werden. Auch hier ist die Bedienung wieder relativ kompliziert,
und die Antenne muss zur Abstimmung vom Mast heruntergelassen werden, es sei denn,
man verwendet teure und störanfällige Fernbedienungseinrichtungen.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wird ausgehend von einer Drahtantenne
der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss die Massnahme nach dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs vorgeschlagen. Vorteilhafte Lösungen dieses allgemeinen
Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei der erfindungsgemässen Drahtantenne kann einfach durch Längsverschieben
des Verbindungspunktes von Leiterseil und Isolierseil jede beliebige Antennenlänge
eingestellt werden, wobei das parallel zurückgeführte Leiterseilstück nicht
weiter
stört, sondern seinerseits als Strahler mit ausgenützt wird. Am Speisepunkt entfallen
störende Abschirmungen, die erfindungsgemässe Antenne kann damit sehr leicht und
mit extrem geringem Windwiderstand ausgeführt werden und sie eignet sich daher besonders
gut zum Aufbau von Halbwellen-Dipolantennen, bei denen ein oder noch besser beide
nach entgegengesetzten Richtungen abgespannten und in der Länge veränderbaren Dipolarme
an der Spitze eines Steck- oder Kurbelmastes befestigt und hier gespeist sind. Ein
Frequenzwechsel, d.h. eine Änderung der Antennenlänge kann ohne Herunterlassen durchgeführt
werden, da die Verschiebung des Verbindungspunktes auf einfache Weise unmittelbar
vom Abspannpunkt aus erfolgen kann. Selbstverständlich eignet sich eine erfindungsgemässe
Drahtantenne genauso gut zum Aufbau von unsymmetrischen Langdrahtantennen oder dergleichen,
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine mobile Halbwellen-Dipolantenne für den Kurzwellenbereich,
deren Dipolarme als erfindungsgemässe, in der Länge veränderbare Drahtantennen ausgebildet
sind.
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Fig. 2, 3 und 4 zeigen im vergrösserten Masstab mögliche Ausführungsformen
hierfür.
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Fig. 1 zeigt eine kW-Halbwellen-Dipolantenne, bestehend aus einem
auf einem Fahrzeug montierten Kurbelmast 1, von dessen Spitze aus die in der Länge
veränderbaren Dipolarme schräg nach unten zu Abspannpunkten 2 gespannt sind. Diese
Dipolarme werden in der Mitte im Speisepunkt 3 gespeist. Sie bestehen aus einem
schematisch angedeuteten Leiterseil 4 und einem anschliessenden, zum Abspannpunkt
2 führenden Isolierseil 5,
Gemäss der Erfindung ist die Länge des
Leiterseils 4 verstellbar, und zwar zeigt Fig. 2 die hierfür einfachste Möglichkeit,
bei der das Leiterseil aus den beiden Abschnitten 41 und 411 besteht und mit den
Isolierseilabschnitten 51 und 511 eine geschlossene Schleife bildet, die um eine
Rolle 8 am Speisepunkt 3 und um eine Rolle 9 am Abspannpunkt 2 geführt ist. Durch
Verschieben des Verbindungspunktes 6 zwischen Leiterseilabschnitt 4' und Isolierseilabschnitt
51 zwischen der Stellung 6 und der Stellung 61 kann damit die elektrisch wirkende
Antennenlänge etwa im Verhältnis 2:1 geändert werden. In der Stellung 6 liegt der
vom Speisepunkt 3 in Richtung auf den Abspannpunkt 2 zurückgeführte Leiterendabschnitt
4" parallel zu dem oberen Leiterseilabschnitt 4' und die Drahtantenne besitzt damit
ihre kürzeste Länge. In der Stellung 61 ist praktisch das gesamte zur Verfügung
stehende Leiterseil zwischen Speisepunkt 3 und Abspannpunkt 2 gespannt und parallel
dazu liegt nur das Isolierseil. Die Antenne besitzt damit ihre grösste mechanische
Länge. Die elektrische Verbindung des Leiterseiles am Speisepunkt mit dem Sender
bzw. Empfänger erfolgt in diesem Fall durch einen Schleifkontakt oder eine Stromabnehmerrolle
10, die beispielsweise federnd auf das Leiterseil im Bereich der Umlenkrolle 8 angedrückt
ist.
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An Stelle der geschlossenen Seilschleife nach Fig. 2, die eine Verschiebung
des Verbindungspunktes 6 ohne Änderung der mechanischen Länge der Schleife ermöglicht,
kann im Sinne der Fig. 3 auch das in Richtung auf den Abspannpunkt zurückgeführte
Leiterseilstück 4' und 4" nach Art eines Flaschenzuges ein- oder mehrfach umgelenkt
werden. Hierdurch kann je nach Anzahl der Seilumlenkungen das einstellbare Längenverhältnis
vergrössert werden. Wird beispielsweise ein einfacher Flaschenzug bestehend aus
einer am Speisepunkt 3 befestigten Seilrolle 11 und einer losen Rolle 12 verwendet,
so kann hierdurch die Länge der Antenne etwa im Verhältnis 1:3 geändert
werden.
Durch entsprechend mehrere Umlenkrollen und damit mehrfache Seilrückführung kann
bei Bedarf auch ein Längenänderungsverhältnis von 1:4 oder mehr erreicht werden.
Durch diese flaschenzugartige Mehrfachumlenkung des Leiterseilendabschnittes ist
es möglich, das eigentliche Leiterseilende 13 fest und vorzugsweise unmittelbar
galvanisch mit dem Speisepunkt 3 zu verbinden. Es ist lediglich erforderlich, die
lose Seilrolle 12 über ein zusätzliches Abspann-Isolierseil 14 mit dem Abspannpunkt
2 zu verbinden. Im einfachsten Fall wird das vom Verbindungspunkt 6 zum Abspannpunkt
2 führende Isolierseil 5 auf einer Trommel 15 und das zusätzliche Abspannseil 14
für die lose Flaschenzugrolle 12 auf einer weiteren Trommel 16 aufgewickelt. Da
bei einer Verschiebung des Verbindungspunktes 6 die Längenänderung des Seiles 14
je nach Anzahl der Flaschenzüge geringer ist als diejenige des Seiles 5, müssen
die beiden Trommeln 15 und 16 in ihrem Aufwickelverhältnis entsprechend aufeinander
abgestimmt sein. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Aufwickeldurchmesser
oder durch Zwischenschalten entsprechender Rutschkupplungen geschehen.
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Die Anordnung nach Fig. 3 besitzt zwar einen grösseren Längenänderungsbereich
für die Antenne verglichen mit der Anordnung nach Fig. 2, ihr Mechanismus für die
Längenänderung ist jedoch noch relativ aufwendig. Das Ausführungsbeispiel nach Fig.
4 vereinigt die Vorteile der einfachen Längenänderung infolge geschlossener Schleife
und des beliebig wählbaren Längenänderungsbereiches. Dazu ist nicht nur am Speisepunkt
3 ein Flaschenzug mit Rollen 11 und 12 für das Leiterseil 4 vorgesehen, sondern
auch das zum Abspannpunkt 2 führende Isolierseil 5 ist hier über einen Flaschenzug
geführt, dessen eine Rolle 18 unmittelbar am Abspannpunkt 2 befestigt ist.
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Die lose Rolle 19 dieses zweiten Flaschenzuges ist über ein Isolierseilstück
20 konstanter Länge mit der losen Rolle 12 des oberen Flaschenzuges verbunden. Das
freie Ende 21 des
um die lose Rolle 19 zurückgeführten Isolierseilabschnittes
5"' ist wieder fest mit dem Abspannpunkt 2 verbunden. Der untere Flaschenzug für
das Isolierseil ist bezüglich Anzahl der Umlenkrollen gleich ausgebildet wie der
obere Flaschenzug für das Leiterseil, Daraus ergibt sich, dass auch hier wieder
wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Verbindungspunkt 6 zwischen Isolierseilabschnitt
51 und Leiterseilabschnitt 4' beliebig zwischen Abspannpunkt 2 und Speisepunkt 3
in Längsrichtung verschoben werden kann, ohne dass hierdurch an der Gesamtlänge
des Isolier- bzw. Leiterseiles etwas geändert werden muss.
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Aus elektrischen Gründen ist es vorteilhaft, den jeweils am weitesten
zurückgeführten Punkt der Leiterseilendabschnitte 4" oder 4"' galvanisch mit dem
parallel dazu liegenden und den eigentlichen Antennenabschnitt ausmachenden Leiterseilstück
4' zu verbinden Zu diesem Zweck sind noch die Kurzschlussbügel 22 vorgesehen. Beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird hierdurch das freie Ende 7 des unteren Leiterseilabschnittes
4" galvanisch mit dem darüber liegenden Leiseilabschnitt 4' verbunden. Der Kurzschlussbügel
22 ist am Punkt 7 mit dem Seil 4" verbunden und trägt oben beispielsweise eine Rolle
24, die am oberen Leiterseilabschnitt 4' anliegt. Bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 3 und 4 ist dieser Kurzschnlussbügel 22 im Bereich der losen Flaschenzugrolle
12 angebracht und liegt gleitend oder über eine Rolle am oberen Leiterseilabschnitt
41 und mindestens an dem zwischen loser Rolle 12 und festem Endpunkt 13 verlaufenden
Leiterseilstück 4"' an. Dadurch werden unterschiedliche Potentiale auf den einzelnen
parallel liegenden Leiterseilabschnitten 4', 4" und 4"' und somit Störungen im Sende-oder
Empfangsbetrieb verhindert. Im einfachsten Fall genügen hierfür einfache Schleifkontakte,
vorzugsweise werden jedoch Rollenkontakte verwendet.
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Die mechanische Längsverschiebung des Verbindungspunktes 6 kann beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 einfach durch eine Kurbel oder einen Motor an der
Umlenkrolle 8 oder 9 erfolgen.
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In ähnlicher Weise kann die Verschiebung beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 durch eine Kurbel oder einen Motor an der Flaschenzugrolle 11 oder 18
erfolgen. Falls erforderlich, kann zur Längsverschiebung auch noch ein zusätzlicher
Seilzug oder dergleichen vorgesehen sein. Zweckmässigerweise erfolgt die Seillängeneinstellung
über einen entsprechenden Antriebsmechanismus am Abspannpunkt 2, da hier ein Einstellmechanismus
elektrisch und mechanisch am wenigsten stört.
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Dieser kann aber selbstverständlich in geeigneter Form auch am Speisepunkt
angebracht werden.
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Die Einstellung der für eine bestimmte Frequenz benötigten Antennenlänge
kann dadurch erleichtert werden, dass der zwischen Verbindungspunkt 6 und Abspannpunkt
2 sich erstreckende Isolierseilabschnitt 5 bzw. 51 unmittelbar als Masstab ausgebildet
wird und beispielsweise entsprechende Markierungen trägt. Damit kann auch von ungeübten
Personen unmittelbar am Abspannpunkt jederzeit jede gewünschte Antennenlänge eingestellt
werden.
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Patent ansprüche