DE2510977A1 - Empfangs- und strahlungseinrichtung elektromagnetischer wellen - Google Patents

Description

Kievsky Politekhnichesky Institut imeni 50-letia Velikoi Oktyabrskoi Sotsialisticheskoi

- IM) STRAHLUITGSEINRICHTIjNG EIiBKTRQMAGHBTISCHBE W

DXe vorlXegende Erfindung betrifft Antennenspefcse leitungen und genauer - Empfangs- und Strahiunsseinrxchtungen elektromagnetischer Wellen - nämlxch Antennen«»

Bekannt sxnd Empfangs- und Strahlung se inrxchtungen elektromagnetxscher Wellen, welche mXndestens exnen Vxbrator enthalten^ der an dxe übertragungslextung der elektromagnetxschen Energxe angeschlossen xst /s# ζ·Β· Druckschrift "Antenny" von W.H« üljanow Verlag - "Sudpromgxs", 1957» S.67/.

In den Fallen, wo die Abmessungen des Strahlers /der Antenne/ beschränkt sind, gewohnlxch xm Frequenzbereich 1Q^-Kr Hz, verwendet man klexndxmensxonierte Ferritantennen, welche Vibratoren Xn Form eXnes Ferritkerns mit aufgesetzter Spule darstellen· Die SpannungsempfxndlichkeXt eiisr solchen Antenne wxrd durch dxe magnetxsche Permeabxltat / AV des Ferrxtkerns sowie durch dxe Wxndungszahl der Spule bestxmmt und ist durch den Drahtdurchmesser sowxe die Wxcklungskapazltat dar Spule beschrankt»

609839/0499

Die Abmessungen exnes Ferritvxbrators box konstanter Smp*. fxndlichkelt staxgen proportxonal dar Frequenzvermxnderung an, was dessen wesentlxchen Mangel beX Frequenzen unter 1O^ Hz darstellt. Dxe Hxchtfähxgke Xt exner 3?eurXtantenne wxrd durch Xhre maxxmale Empfxndlxchkext zur magnetxschen Komponente des elektro magnetxschen Feldes bestxmmt» BeX exner Storquelle mxt exner mag netxschen Komponente xst der Empfang mit exner Per r Xt antenne praktxsch erschwert» Dxe SchmalbandXgjkext exner FerrXtantenne hängt von der Gute des Stromkrexses ab, welcher durch dxe .Antennenspule und dxe parallel zu dxeser Spule angeschlossene Kapazität gebxldet wxrd· BeX Frequenzen unter 1Cr Hz Ixegt dxe Kr eXsgüte der FerrXtantennen gewöhnlxch nicht über 200 Elnhexten.» In den Fällen, wenn exne höhere Krexsgüte verlangt wxrd, schaltet man gemexnsam mxt der Antenne zusätzliche hochwertige SelektxvkreXse ein·

Zweck der vorlXegenden Erfxndung xst dxe Behebung der genannten Mängel·

Als Aufgabe der gegebenen Erf xndung galt dxe Schaffung einer Empfangs- und Strahlungsexnrxchtung elektromagnetischer Wellen auf der Basis von Elementen, welche den Empfang; ;bzw· dxe übertragung der elektromagnetxschen Energie in den freien Raum im Frequenzband von 10 - 10' Hz gewährleisten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Empfangsund StrahlungseXnrxchtung elektromagnetischer Wellen, welche

609839/0499

mindestens einen Vibrator enthalt, der an die übertragungsleitung der elektromagnetischen Energie angeschlossen ist, erfindungsgemäß der Vibrator als piezoelektrisches Element ausgeführt ist, bestehend zumindest aus zwei miteinander akustisch verbundenen Gliedern, wobei das eine Glied mit der übertragungsleitung der elektromagnetischen Energie verbunden ist, und das zweite - den Empfang bzw· die übertragung der elektromagnetischen Energie in den freien Raum bewerkstelligt·

Ee ist zweckmäßig, das piezoelektrische Element in Form einer Platte, möglicherweise einer mehrschichtigen; auszuführen, die mit einem Ende befestigt ist·

Das piezoelektrische Element kann man auch als HohlzylInder baw. als Scheibe ausfuhren»

Die Glieder des piezoelektrischen Elements sind nach der Länge des Piezoelements zu polarisieren.

Mindestens ein Plezoglled kann aus gegenläufig polarisierten Halbwellenbereichen bestehen»

Jedoch können beide Glieder des piezoelektrischen Elements nach seiner Dicke polarisiert sein«

Falls das Piezoelement als Scheibe ausgeführt ist, kann das erste Glied nach deren Dicke- und das zweite - nach dem Scheibenradius bzw· beide Glieder können nach dem Radius der Scheibe polarisiert sein_o

Die erfindungsgemäße Empfangs- und Strahlungseinrichtung

609839/0499

251097?

kann ein zusätzliches Glied enthalten, analog dem zweiten Glied und akustisch an das orste Glied von dessen entgegengesetzten Seite angeschlossen sein·

Es ist ferner zweckmäßig, in beliebigen Herstellungsvarian«v; ten einen Metallkörper mit Hilfe eines Ausführungsdrahts anauschlleßeno

3me derartige Ausführung der Empfangs- und Strahlungselnrichtung gewährleistet die Arbeit m einem breiten Frequenzbereich sowohl im Strahlungs- als auch la Era^fangsbetrieb·

Nachstehend wird die Erfindung durch konkrete Ausführungsbeispiele der entsprechenden Einrichtung und die belllegenden Zeichnungen erläutert, welche konkret darstellen«

Flg. 1 - schematisches Bild /im Querschnitt/ der erflndungsgemäßen Empfangs- und Strahlungseinrichtung elektromagnetischer Wellen;

Fig. 2 - Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen mehrschich:*~ tigen Piezoelements;

Flg. 3 - Schematisches Bild eines erfindungsgemäßen mehrschichtigen^ an einem Ende befestigten Piezoelements;

Flg. 4 - Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen, als HaIb-

zylinder ausgeführten Piezoelements;

^¹Ig· 5 - Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen, als Scheibe ausgeführten Piezoelements;

Flg, 6a, b, c - erfindungsgemäßes schematisches Bild der

609839/0A99

Erregung höchstfrequenter Schwingungan im Plezoelement;

Fxg· 7a, b - erfindungsgemäße Erregung der Verschiebungsschwingungen im Plezoelement;

Flg· 8 - erfindungsgemäße Empfangs- und Strahltiagseinrichtung, bestehend aus einigen mehrschichtigen Piezoelementen, welche an einem Ende befestigt sind;

Flg· 9 - erfindungsgemäße gemeinsame Einschaltung einiger

Plezoelemente.

Die !erfindungsgemäße Empfangs- und Strahlungseinrichtung

enthält einen Vibrator /Flg· 1/, ausgeführt in Form eines piezoelektrischen Elements 1, welcher im Behause 2 angeordnet und m Ihm mit Hilfe von Befestigungselementen z.B, Einlagen 3 befestigt ist«» Der Vibrator besteht aus zwei Gliedern 4- und ^, wobei die Elektroden 6 des einen Glieds 4 mit Hilfe von Ausfuhrungsdrähten an die Klemmen 7 angeschlossen sind, an weiche gleichfalls die übertragungsleitung 8 der elektromagnetischen Energie angeschlossen 1st» Das zweite Glied 5 ist mit dem Glied 4 akustisch verbunden und besorgt den Empfang und die übertragung der elektrischen Energie in den lugenrauni. Auf dieses Glied 3 kann auch die Elektrode 9 aufgetragen werden*

Das Plezoelement 1 kann man als Platte /Flg· 2/ ausführen, welche ihrerseits aus einigen miteinander akustisch verbundenen Schichten 10 bestehen kann· Zum Herabsetzen der Arbeltsfrequenz wird das mehrschichtige Plezoelement der Empfangs- und Strahlunfs-

609839/0499

einrichtung mit einem Ende in der StStze 11 /Pig» 3/ befestigt, und an dessen freiem Ende wird ein Metallkörper 12 angeschlossen, ausgeführt entweder aus Metall, oder aus einem Material von relativer dielektrischer Festigkeit /~E/i₀ / über 100,

Das Piezoelement nach der zweiten AusfUhrungsvariante ist als Hohlzyllnder /Flg. 4/ ausgeführt, und kann auch, falls die Dlagrammbreite der Richtfähigkeit der Empfangs- und Strahlungseinrichtung erweitert werden soll, als Scheibe hergestellt /Flg. 3/ sein.

Um optimale Kennwerte der Empfangs- und Strahlungseinrichtung zu erhalten, müssen die Glieder 4 und 5 /Flg· 1/ des Piezoelements 1 nach seiner Dicke bzw. in der Längsrichtung /der Zylindermantelllnle/ (Flg. 4) polarisiert sein· In der Zeichnung ist die Polarisatlonsrlchtung durch Pfeile angegeben. Die Richtung der Polarisation nabst der Anae dnung der Elektroden 6 bestimmen die Art der im Piezoelement 1 erregten akustischen Schwingungen.

Für eine Empfangs- und. Strahlun^selnrlohtung, welche im Frequenz-

4 7
bereich 1o -1ο' Hz arbeitet, werden die Elektroden 6 des ersten Plezoglleds 4 an der Oberfläche der Platte (Fig. 1, 2, 3), des Hohlzyllnders (Flg. 4) bzw. der Scheibe (Flg. 5) angeordnet»

Dabei wird die Polarisation des Materials nach der Dicke durchgeführt. Bei dieser Schaltung weist die Empfangs- und Strahlung se lnr loht ung einen geringen Eingangswiderstand auf, was geradä für einen Abgleich mit der Quelle der elektromagnetischen Energie (in der Zeichnung nicht angegeben) erforderlich ist»

609839/049-9

Im Empfangsbstrieb wird die maximale Empfindlichkeit durch Auf tragung V.on Elektroden 6 des Plezoglleds 4 in Form von Ringen an der Oberfläche der Platte (Flg. 1, 2, 3) bzw. 6a des Zylinders (Fig. 4) und die Polarisation nach der Plattenlänge bzw. der Zylindermantellinie gewährleistet.

Das zweite Plezoglled 5 wird immer nach der Länge des Plezoelements (Fig. 1, 2, 3) bzw. nach der Mantellinle des Zylinders (Flg. 4) sowohl für den Empfangs- als auch für den Strahlungsbatrieb polarisiert·

Zur Empflndlichkeitsstelgerung der Empfangs- und Strahlungs-Binrichtung wird im Piezoelemant 1 eine dritte bzw. eine Rohere Schwingungsart erregt. Zu diesem 2iweck wird das Plezoglled 5 aus mehreren Bereichen 13 ausgeführt, von denen die anliegenden in entgegengesetzten Sichtungen /Flg. 6a, b, c/ polarisiert werden. Die Länge aedes Bereichs 13 entspricht der halben Länge der in Plezoelement erregten Welle» Die Breite der Platte des Piezoelements 1 (Fig» 1) bzw. den Durchmesser des Hohlzyllnders (Flg. 4) wählt man zweckmäßig auch gleich der halben Länge der erregten Welle. Dabei wird ein Ausgleich der akustischen Schwingungen erreicht, welche nach der Länge und Breite des Piezoelements 1 erregt werden«

Das Plezoglled 4 (Flg. 1) kann gleichfalls aus Halbwellenbereichen (Flg. a, b, c) bestehen, welche sowohl in einer Hlchtung

als auch gegenläufig polarisiert werden; sie werden jedoch elektrisch derart geschaltet, daß die Vorzeichen der mechanischen Verformungen der anliegenden Bereiche 14 entgegengesetzt bleiben.

609839/0A99

251097?

Bereiche 12, 14 der Glieder 4, 5 des Piezoelements 1 können durch die Elektroden 6, 9 getrennt werden bzw· abgesonderte Bereiche 13 darstellen, die akustisch miteinander verbunden sind· Im arsteren Falle ist es zur Vereinfachung der Technologie zweckmäßig, das Pieaoelement aus einem selgnettelektrischen Material herzustellen, fur welches die Möglichkeit besteht, mit Hilfe eines elektrischen Feldes, die Polarlsatlonsrichtung des Materials zu ändern·

BoI Frequenzen über 5.1Cr Hz und in den Fallen, wenn zu den wichtigen Parametern der Empfangs- und ötrahlungseinrichtung deren Monofrequenz /Selektivität/ in einem breiten Frequenzbereich gehört, werden Plezoelemente mit einer Erregung der Verschiebungsschwingungan verwendet· Zum Erregen der Scherungsscliwingungen wird das erste Glied 4 (Flg. 7d) nach der Länge des Piezoelements 1 - und das Glied 5 nach seiner Dicke polarisiert· In diesem Falle hat die Empfangs- und Strahlungseinrichtung einen geringen Eingangswiderstand, was gerade im Strahlungsbetrieb zum Abgleich mit der Quelle der elektromagnetischen Energie (in der Zeichnung nicht angegeben) erforderlich ist. Zur Etnpflndlichkeitssteigerung im Empfangsbetrieb werden im Falle einer Erregung der Scherungsschwingungen beide Glieder 4 und 5 nach der Dicke (Breite) der Platte des Piezoelements 1 (Flg· 7b) polarisiert· Bei

IL werden
quenzen unter 10 Hz ν zwedkmaßlg im Piezoelement 1 Biegeschwln&angen erregt« Für diesen Zweck wird das Pie zoe le ment 1

6 09839/0499

2B1097? - 9 -

· 2, 3) aus einigen akustisch miteinander verbundenen Schichten 10 ausgeführt. Die Schichten 10 des Piezoglieds 5 polarisiert man längs der Plattenlänge, wobei die liachbarschichten in entgegengesetzten Richtungen polarisiert werden· Die Schichten 10 des Piezoglieds 4 !kann man nach dai¹ Dicke (Flg· 2, 3) für den Strahlungsbeirieb bzw· nach der Länge (in der Zeichnung nicht dargestellt) für den Empfangsbetrieb polarisieren· Dabei muß die elektrische Schaltung der Schichten des Piezoglieds 4 entgegengesetzte Vorzeichen der Verformung derJNachbar schicht en 1$; gewährleisten«

Die Effektivität der Strahlung und des Empfangs elektromagnetischer Wellen kann" man durch Ausführung des Piezoelements 1 (Fig. 2, 4, 6.) in Form eines symmetrischen Vibrators erhohen· Dazu wird von der entgegengesetzten Seite des Piezoglieds 4 ein zusätzliches Glied 5¹» analog dem zweiten Glied (5) angeschlossen;·

Ist das PiezoBlement 1 0?ig· 5) als Scheibe ausgeführt, so muß sein Glied 5 sowohl für den Strahlungsbetrieb als auch für den Empfangsbetrieb nach dem Scheibenradius polarisiert aein· Für den Strahlungsbeteleb muß man das Piezoglied 4 nach der Dicke - und für den Empfangsbetrieb nach dem Radius polarisieren·

Für einen besseren Abgleich des Plezogllads 5 (Fig. 1) mit dem freien Raum wird an die Elektrode 9 des Glieds 5 ein fester

Körper z.B· eine Schicht 15 aus Metallfolie an der Oberfläche des Gehäuses 2 angeschlossen»

609839/0499

- ίο -

Der Abgleich, mit dem freien Raum und die Effektivität das Empfangs und der Strahlung der elektromagnetischen Energie in den freien Baum können auch dadurch verbessert werden, wenn man die Piezoglieder 4· und 5 mit verschiedenem Wellenwiderstand ausführt, d.h. daß diese Glieder verschiedene geometrische Abmessungen an der Verbindungsstelle haben können oddr aus verschiedenen Stoffen ausgeführt sind«.

Das Befestigen der Pieζοelemente mit der Erregung von Länsenschwingungen (Flg. 1, 4, 6) und Verschiebungsschwingungen (Flg# 7ί wird beispielsweise mit Hilfe von Guminielnlagen 3 O?Ig» 1) durchgeführt·

Das Befestigen eines Plezoelements mit der Erregung von Biegeschwingungen erfolgt mit Hilfe von Rahmen (in dan Zeichnungen nicht dargestellt), welche an der Stelle der minimalen Schallschnelle angeordnet werden» 2ur Verminderung der Arbeitsfrequenz der Empfangs- und Strahlung se inrichtung wird das Bte ge-Plezoelement an die Stütze 11 (Flg. j5) befestigt· Um die Einwirkung des Piezoelements auf die Stütze 11 (S¹Ig, 8) zu kompensieren, werden noch zwei zusatzliche Plezoelemente 16 zu beiden Selten des %uptplezoelements 1 angeordnet. Die Schichten 10 des Plezoglleds 5

beider zusätzlicher Plezoelemente 16 sind in entgegengesetzten Richtungen zu den. Schichten 10 des Hauptpiezoelements 1 polarisiert· Die Glieder 4· sämtlicher Plezoelemente werden hintereinander bzw» parallelgeschaltete

609839/0499

Um den Durchlaßbereich und die Selektivität zu vergrößern, werden in die Empfangs- und StrahltuaGseinrichtuo^ G?lg» 9a, b) zviQi oder mehr Piezoelemente eingeschaltet, deren Arbeitsfrequenzen (£,» und £p) sich voneinander unterscheiden· Für diesen Zweck werden die Glieder M- z.B· fur zwei Piezo elemente derart eingeschaltet, daß die in ihnen entstehenden Verformungen verschiedene Vorzeichen haben, während die Glieder 5 in der gleichen Richtung polarisiert sind.

Die srfmdungsgemäße Empfangs- und ütrahlun^seinrichtung elektromagnetischer Wellen arbeitet folgenderwelse.

Von einer Quelle der elektromagnetischen Energie, welche in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, wird die elektromagnetische Energie durch die Ub er tr ag ungs leitung 8 (Ϊ?13· 1) an die Klemmen 7 am Gehäuse 2 der Empfangs- und Strahlungseinrichtuns zugeführt· Von den Klemmen 7 wird sie an die Elektroden 6 des Plezoglleds 4 geleitete

Im Strahlungsbetrieb erfolgt im ersten Piezoglied 4- die Umformung der durch die Übertragungsleitung 8 aufführten elektrischen Energie in eine Energie dei' akustischen Schwingungen, welche dank dem piezoelektrischen Umkehr effekt im Plezoelement hervorgerufen werden. Die akustischen Schwingungen pflanzen sich in das Plezogliad 3 fort, in welchem dank dem direkten plezoelektrischen Effekt eine Umformung der Energie der akustischen Schwingungen in eine Energie des elektromagnetischen Feldes stattfindetV

609839/0499

dxe Xn den Außenraum ausgestrahlt wird· Im Bmpfangsbetrieb erfolgt! flXne Ruckwandlung der elektromagnetischen Energie, welche durch das zweite Piezoglied 5 aas dem Au3enraum empfangen wxrd, Xn eine Energie der akustxschen Schwingungen und weiterhin durch das Piezoglied 4 in eine elektromagnetische Entrgie, die durch die übertragungsleitung 8 an den Bxngang des Empfängers der elektromagnetxschen Energie gelangt /Xn den Zeichnungen nicht dargestellt/·

Auf diese Wexse arbextet exne belxebxge erfludungsgemaße pxezoelektrxsche Empfangs- und Strahlungsexnrichtung, doch können dxe xn xhnen angewandten Pxeaoelemente verschiedenartig konstruiert sexn. Als Besonderhext der mehrschxchtxgen Ausführungen der Pxezoelemente (IFxg· 2, 3) ι in. welchen Bxegeschwxngungen erregt werden, xst hervorzuheben, daß Xn xhnen Bxegeverformungen

entstehen, xm Gegensatz zu den Ausführungen mxt der Erregung longltudinaler akustxscher Schwingungen (Pig. 1, 4, 5)» wenn das Pxezoelement 1 in der Längsrichtung (nach der Breite bzw· Dicke), · der ZyIIndermantellinie (bzw· nach dem Scheibenradius5 verformt wird· Wenn man ein Ende eines Plezoelements, xn welchem Bxegeschwxngungen erregt werden, Xn eXner Stütze 11 (Fxg· 3) befestigt, so wird das freie Ende relativ zur Gleichgewichtslage schwxngen« Dxe Befestxgung des Plezoelements an einem Ende bietet die Möglichkeit, dessen Arbeltsfrequenz um das mehrfache herabzusetzen« Schließt man an das freie Ende des Plezoelements einen festen Körper 12 an, so wxrd dxe Arbeltsfrequenz der Empfangs- und Strah-

609839/0499

lungseinrichtung noch, mehr herabgesetzt, da der Anschluß einer Masse einer Verlängerung des Piezoelements äquivalent ist· Pur eine effektive Arbelt eines Piezoelaments, wenn ein Ende dieses Elements in der Stütze 11 befestigt wird, ist es erforderlich, daß die Stütze 11 eine mindestens hundertmal größere Masse hat, als die Masse des Piezoelements und aus einem Material mit einem größeren Wellenwiderstand, wie z.B. die meisten Metalle, ausgeführt ist«

Um die Masse der Stütze 11 zu verringern, muß die Einwirkung des Plezoelements auf diese Stütze 11 kompensiert werden· Dazu werden einige Piesoelementβ (Fig· 8) eingeschaltet, deren mechanische Einwirkungen auf die StStze 11 gegeneinander gerichtet sind· Elektrisch können die Plezoglieder 4 sowohl hintereinander als auch parallelgeschaltet sein« Die Einschaltung einiger Plezoelemente ermöglicht außerdem, die Effektivität des Empfangs und der Strahlung der elektromagnetischen Energie zu erhphen*

Will man die Bandbreite der zu empfangenden bzwo auszustrahlenden Frequenzen erweitern, so müssen die Arbeltsfrequenzen f^ und ±2 (^¹S* 9) einiger Plezoelemente sich voneinander unterscheiden* Bei der Einschaltung zweier Piezoelemente lassen sich außer der Erweiterung der Bandbreite der zu empfangenden (bzw_e

auszustrahlenden) Frequenzen auch die Selektivitätselgenschaften der Empfangs- und Strahlungseinrichtung verbessern· Dazu ist es erforderlich, daß die Phasen der akustischen Schwingungen in den Gliedern 5 im Strahlungsbetrieb bei zwei Piezoelementen gegeneln-

609839/0499

ander um 180° verschoben werden* Um das zu erreichen, muß man. entweder die Polar isationsrxchtung der Plezoglxeder 4 bzw. 5 ändern, oder die Ausführungen von den Elektroden des Glieds 4 derart verbinden, daß der Vektor des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden des Glieds 4 bei einem Piezoelement mit der Polarisatlonsrichtung des Glieds 4 zusammenfallen, während beim anderen Piezoelement dieser Vektor relativ zur Polarisatlonsrichtung des Glieds 4 gegenläufig gerichtet ist·

Im, Empfangsbetrieb dagegen müssen in den Piezoglledern 4 die Phasen der akustischen Schwingungen gegeneinander um 180° verschoben sein· Durch die Einschaltung einiger Plezoelemente \xnä eine entsprechende Phasenwahl der erregten akustischen Schwingungen kann man die "Fremdsignale außerhalb der Bandbreite 100-bis 1000-fach abschwächen.

Zur Erhöhung der Effektivität des Empfangs (der Strahlung) der elektromagnetischen Enefigle wird im Plezoelement eine hohe Frequenzart "3", "4", "5"» "6" usw. erregt. In diesem Falle bestehen die Glieder 4 und 5> (^ig· 6) des Piezoelements aus einigen Halbwellenbereichen 13» 14» Bei einer vorgegebenen Arbeltsfrequenz führt das zu einer Vergrößerung der Strahlungs- bzw· der Empfangsfläche, proportional der Zahl der Halbwellenbereiche

des Plezoglleds 5· Zum Erregen höherer Schwingungsarten müssen die Verformung sv or ze lohen der Nachbar ber eiche 13» Ή Xn den Piezoglledern 4 und 5 entgegengesetzt sein· Dazu werden die Hachbar-

609839/0499

bereiche entweder gegenläufig polarisiert, oder im Glied 4 die Ausführungen von den Elekfcroden der Bereiche 14 derart geschaltet, damit der Vektor des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden der Bereiche 14 des Glieds 4 eines von diesen Bereichen mit der Polar isationsrichtung dieses Bereichs zusammenfällt, wahrend dloso? Vektor bei dem Nachbar bereich gegenläufig zur Polarisationsrichtung des Bereichs gerichtet ist·

Die Konstruktion der Piezoelemente att der Erregung von Scher ungs schwingung en (Fig· 7) unterscheidet sich von der Konstruktion der Elemente mit der Erregung longltudinaler Schwingungen (Flg. 4, 5) durch die Polarisationsrichtung der Piezoglieder 4 und 5 (Flg. 7)· Im Übrigen ist ihre Arbeltswelse analog der Arbelt der Piezoelemente mit der Erregung longltudinaler akusti** scher Schwingungen, die oben beschrieben wurde·

Dank dem hohen Gütegrad des Piezoelements wurden geeignete schmalbandige Empfangs- und Strahlungseinrichtungen elektromagnetischer Wellen erhalten· Die erfindungsgemäßen Empfangs*» und Strahlungseinrichtungen können in einem weiten Frequenzbereich von einigen zehn und hundert Hertz bis zu einigen Megahertz arbeiten. Sowohl im Strahlungsbeiirieb als auch im Empfangsbetrieb kann man bei der Verwendung der verschiedenen obenange führ ten Bauarten der Glieder 4 und 5 cLes Piezoelements 1 einen Ausgleich mit verschiedenen Quellen (Empfängern) und ebenso mit dem Außenraum erreichen· Durch das Einschalten einiger Piezoelemente läßt sich · ein Diagramm der Richtfähigkeit und des Strahlungs- bzw· Empfangs-

609839/0499

bands der elektrοmagnetischen Wellen aufstellen. Die erfindungs·

gemäße Einrichtung kann im Verblndungs- und Kachrichtenwesen

ο ο

im Frequenzbereich, von 10 bis 10' Hertz verwendet werden·

609839/0499

Claims (1)

1. !Empfangs- und Btrahlungselnrichtung elektromagnetischer Wellen, enthaltend mindestens einen Vibrator, angeschlossen an die übertragungsleitung der elektromagnetischen läiergle, dadurch gekennzeichnet ,daß der Vibrator (1}als piezoelektrisches Eleatent ausgeführt ist, bestehend zumindest aus zwei Gliedern - dem ersten·^-) und dem zwelten-{5)> welche miteinander akustisch verbunden sind, wovon elnes(^zO nut der übertragungsleitung 8 der elektromagnetischen Energie elektrisch verbunden 1st, und das zweite Glied 5 <3.en Empfang«' bzw. die übertragung der elektromagnetischen Energie in den freien Raum besorgt,

2. Empfangs- und Strahlungseinrichtung nach -Anspruch 1,

dadurch gekennzeichne.t ,daß das piezoelektrische Element(i)als Platte ausgeführt 1st*

3· Ejrpfangs- cmd Strahlungseixirichtimg nach Anspruch 2, dadurch geke η η zeichnet ,daß die Platte

mehrschichtig ausgeführt ist.

4. Empfangs- und Strahlungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet ,daß die mehrschichtige Platte konsolartig in der Stütze (11) mit einem Unae befestigt ist*

3· Empfangs- und Strahlungseintfichtun«; nach Äiispruoii 1, dadurch gekennzeichnet ,daß daa plasoalek-

6 0 9 8 3 9/0 49 9

BAD ORIGiNAL

trische Sie ment« Cl) als Hohiayliiider ausgeführt ist«

6. Empfangs- und Strahlungseinricrtung nach itnspruch 1, dadurch. gekennzeichnet ,daß das piezoelektrische Element (i) als Scheibe ausgeführt ist»

7ο Empfangs- und Strahlung einrichtung nach ilaspruch 1, 2, dadurch ^o kennzeichnet ,daß ein Glied des

^enannten PleüoeisiüGnts nach dor Dicke und das andere Glled(5) nach seiner Länge polarisiert ist_e

8. oünipfanss- und Strahiun^oöinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3> 5» d a α α T; c h s e Ic ο ;i η a e ι c h η e t ,daß beide Gliederf4 und ^)des Pieaoeletnents nach seiner jj'izLge polarisiert

9. S^pfau^s- und Stn-ahlun^seinrichtung nach ijispruch 1, 2,

3>4, 5j6»dadurch ßekennze lehnet , daß

mindestens ein Piezo^lied aus -lalbwellenberelchen besteht, welche gegenläufig polarisiert sind.

10. jSTpfangs- und Strahlun^üeinriohtunj nach iinsxjruch 1, 2,

dadurch gekennzeichnet ,daß beide Glieder

Of und 5)nach der Dicke das Plazaeloments polarisiert alud«

11 ο in^fan^s- und otrahiunjsainrichiiuirj nach ^opruch 6, dadurch g e k 3 η η a e ι c h η e t , das 'das erste

Glied(4)nach der Dicke, ur_d das L-voits Glled(5)nach dsni Scheibenrad! us polarisiert ist·

12. Empfangs- und otrahlun^seinrich'/uns nach Anspruch 6,

G09839/U499

BAD ORIGINAL

251097?

dadurch gekennzeichnet ,daß beide Glieder

(4 und 5)nach dem ochelborucadius polarisiert sind,

13· Empfangs- und Stralilun^seinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3» 5» 6, 7» 8, 11, 12, dadurch & ekennae lohnet ,das am zusätzliches Giled(5)an das erste Glied von dessen entgegengesetzten") ..Saite akustisch angeschlossen 1st·

14·· Empfangs- und 3trahlim£seinrleitung nach Anspruch 1,2, 5» ⁴» 5» 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, d a d u r c h gekennzeichnet ,daß an das zielte Glled(5) ein Metallkörper elektrisch angeschlossen ist_#

609839/0A99