DE3926519A1 - Ringantenne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringantenne mit einer Spei­ sestelle und einer am Antennenring in etwa diametral gegenüber­ liegender Lage dazu angebrachten abstimmbaren Kapazität.

Aus der Praxis der Kurzwellen-Empfangstechnik sind Antennen vom Typ eines magnetischen Dipols bekannt. Ein handelsübliches Aus­ führungsbeispiel dieses Antennentyps, der auch als Ringantenne bezeichnet wird, ist ausführlich in dem Aufsatz von B. Schwarzbeck: "Rahmen- und Ringantennen" in der Zeitschrift "cq-DL", Heft 5, 1984, Seiten 226 bis 234 beschrieben. In die­ sem Aufsatz sind auch mit einer derartigen Antenne erzielte Empfangsergebnisse bekanntgegeben. Magnetische Dipole dieses Typs bestehen aus einer zu einem Ring aufgeweiteten Schwing­ kreisspule und einer abstimmbaren Schwingkreiskapazität. Die Signalleistung wird an einer Speisestelle mittels einer zweiten verkleinerten Leiterschleife ein- bzw. ausgekoppelt. Mit dieser Antennenanordnung sind schmalbandig sehr geringe Anpassungsver­ luste und mit Einschränkungen gewisse Richtwirkungen zu erzie­ len. Nachteilig ist häufig der nicht gerade geringe Material­ und Steuerungsaufwand für eine Fernabstimmung der Ringantenne auf eine gewünschte Sende- oder Empfangsfrequenz. Gewöhnlich wird zu diesem Zweck ein Drehkondensator mit einem Getriebe­ motor verwendet, was - abgesehen vom hohen Material- und Steuerungsaufwand - auch die Dauer des Abstimmvorganges sehr verlängert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die mittels einer abstimmbaren Kapazität durchzuführende Resonanzfrequenzferneinstellung einer Ringantenne so auszubilden, daß sich sowohl der Material- und Steuerungsaufwand reduzieren als auch der Abstimmvorgang be­ trächtlich beschleunigen läßt.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Ringantenne der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als abstimmbare Kapazität eine Anordnung mit mehreren Teilkon­ densatoren vorgesehen ist, die einzeln mittels gesteuerter Kon­ takte zu- oder abschaltbar sind.

Die Kapazitätswerte der Teilkondensatoren können beispielsweise binär gestaffelt sein. Die gesteuerten Kontakte lassen sich in vorteilhafter Weise durch Relais realisieren.

Die gesteuerten Kontakte sind in vorteilhafter Weise jeweils in Reihe zu den Teilkondensatoren angeordnet, so daß die Teilkon­ densatoren durch die gesteuerten Kontakte parallel geschaltet werden.

Die Kontakte lassen sich in vorteilhafter Weise über Buslei­ tungsverbindungen von einem Rechner steuern. Dies kommt der Tendenz zu computergesteuerten Sende- und Empfängeranlagen ent­ gegen.

Eine besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeit der Ringantenne nach der Erfindung besteht in einer Verwendung als Kurzwellen­ empfangs- und/oder Sendeantenne.

In dem Aufsatz von K. H. Patterson "Down-to-earth Army antenna" in der Zeitschrift "Electronics", 21. August 1967, Seiten 111 bis 114, insbesondere die Abbildung auf Seite 113 und deren Be­ schreibung, ist bereits eine Ringantennenanordnung mit mehreren über Steuerkontakte zu- oder abschaltbaren Teilkondensatoren bekannt. Allerdings dient diese bekannte Anordnung nicht zur Einstellung einer Resonanzfrequenz, sondern zur wellenwider­ standsmäßigen Anpassung der Antenne an einen Sender. Die Anord­ nung mit den Teilkondensatoren liegt somit bei der bekannten Ringantenne an der Speisestelle. Die Anpassung bei der Ringan­ tenne nach der Erfindung übernimmt in vorteilhafter Weise eine kleine Leiterschleife. Der Antennenring ist in diesem Fall an der Speisestelle geschlossen und dort ist zur Ein- bzw. Auskopp­ lung der Speisesignalleistung die im Verhältnis zum Antennen­ ring kleine Leiterschleife angeordnet, die etwa in der Ebene und innerhalb des Antennenrings liegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier Figuren erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Ansicht einer bekannten Ringantenne,

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild dieser Ringantenne,

Fig. 3 die schematische Ansicht einer Ringantenne nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel einer mittels gesteuerter Kon­ takte schaltbaren Abstimmkapazität, die in der gemäß der Erfindung ausgebildeten Ringantenne nach Fig. 3 einge­ setzt ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine auch als Ringantenne bezeichnete Antenne vom Typ eines magnetischen Dipols, wie sie z.B. aus der Praxis der Kurzwellen-Empfangs­ technik oder -Sendetechnik bekannt und auch im genannten Auf­ satz in der Zeitschrift "cq-DL" beschrieben ist. Diese Antenne besteht aus einer zu einem Antennenring L1 aufgeweiteten Schwingkreisspule und einer abstimmbaren Schwingkreiskapazi­ tät C. Die mittels einer Koaxialleitung K herangeführte oder abzuführende Signalleistung wird mittels einer der abstimmbaren Kapazität C am Antennenring L1 diametral gegenüberliegenden Leiterschleife L2 ein- bzw. ausgekoppelt. Im Verhältnis zum Antennenring L1 hat die Leiterschleife L2 einen kleinen Durch­ messer. Sie liegt etwa in der Ebene des Antennenrings L1 und innerhalb desselben. Der gestrichelt gezeichnete Innenleiter der Koaxialleitung K geht in einen ebenfalls gestrichelt darge­ stellten Innenleiter der geschirmten Leiterschleife L2 über, so daß sich eine geschirmte induktive Ankopplung ergibt.

Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Ringantenne. Aus diesem Ersatzschaltbild ist klar ersichtlich, daß es sich beim Antennenring L1 und der abstimmbaren Kapazi­ tät C um einen Parallelresonanzkreis handelt, der über eine Ankopplung mittels der Leiterschleife L2 gespeist wird. Mit der in Fig. 1 dargestellten Ringantenne kommt man schmalbandig mit sehr geringen Anpassungsverlusten aus. Auch ist mit Einschrän­ kungen eine gewisse Richtwirkung zu erreichen.

Die abstimmbare Kapazität C der in Fig. 1 dargestellten bekann­ ten Ringantenne ist, wie bei derartigen Antennen üblich, ein Drehkondensator, der durch einen Motor M mit Getriebe G ange­ trieben wird. Zur Steuerung des Motors M und damit auch zur Fernabstimmung der Kapazität C ist eine z.B. im Inneren des hohl ausgebildeten Antennenrings L1 geführte und durch kleine Öffnungen herausgeführte Steuerleitung S vorgesehen. Außer einem hohen Material- und Steuerungsaufwand für die Fernab­ stimmung auf eine gewünschte Sende- oder Empfangsfrequenz ergibt sich bei derart aufgebauten Ringantennen auch eine ziem­ lich lange Abstimmdauer.

Fig. 3 zeigt in einer ebenfalls schematischen Draufsicht eine nach dem gleichen Prinzip des magnetischen Dipols arbeitende und ebenfalls über eine Leiterschleife L2 angekoppelte Ringan­ tenne nach der Erfindung. Im Vergleich zur bekannten, in Fig. 1 dargestellten Ringantenne ist aber gegenüberliegend zur Speise­ stelle als abstimmbare Kapazität C kein mittels Motor und Getriebe ferngesteuerter Drehkondensator vorgesehen, sondern eine Anordnung A, die zwischen zwei sich gegenüberliegenden Enden D1 und D2 des Antennenrings L1 liegt und in Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist. Diese Anordnung A besteht aus mehre­ ren Teilkondensatoren C1, C2,...,Cn mit beispielsweise binär gestaffelten Kapazitätswerten. Mittels einfach zu steuernder Kontakte a1, a2,...,an, die zu Relais Rel1, Rel2,...,Reln gehö­ ren, lassen sich die Teilkondensatoren C1, C2,...,Cn zu- oder abschalten. Die gesteuerten Kontakte a1, a2,...,an liegen jeweils in Reihe zu den Teilkondensatoren C1, C2,...,Cn, so daß sich die Teilkondensatoren C1, C2,...,Cn durch die gesteuerten Kontakte a1, a2,..., an parallel schalten lassen. Die gesamte Anordnung A läßt sich über geeignete Busleitungsverbindungen B, die im Inneren des hohl ausgeführten Antennenrings L1 geführt werden können, von einem Rechner steuern. Dies kommt der Ten­ denz zu computergesteuerten Sende- und Empfangsanlagen entge­ gen. Der Material- und Fertigungsaufwand ist bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Abstimmeinrichtung für eine Ringantenne gegenüber den bekannten Lösungen erheblich reduziert. Außerdem läuft der Abstimmvorgang beträchtlich beschleunigt ab, da nur noch die Teilkondensatoren C1, C2,...,Cn bei einer gewünschten Frequenzänderung zu- oder abgeschaltet werden müssen.

Claims (7)

1. Ringantenne mit einer Speisestelle und einer am Antennenring in etwa diametral gegenüberliegender Lage dazu angebrachten ab­ stimmbaren Kapazität, dadurch gekennzeichnet, daß als abstimmbare Kapazität eine Anordnung (A) mit mehreren Teilkondensatoren (C1, C2,...,Cn) vorgesehen ist, die einzeln mittels gesteuerter Kontakte (a1, a2,...,an) zu- oder abschalt­ bar sind.

2. Ringantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätswerte der Teilkondensatoren (C1, C2,...,Cn) binär gestaffelt sind.

3. Ringantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Kontakte (a1, a2,...,an) jeweils in Reihe zu den Teilkondensatoren (C1, C2,...,Cn) liegen und die Teilkonden­ satoren durch die gesteuerten Kontakte parallel geschaltet werden.

4. Ringantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Kontakte (a1, a2,...,an) durch Relais (Rel1, Rel2,...,Reln) gebildet sind.

5. Ringantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (a1, a2,...,an) über Busleitungsverbindungen (B) rechnergesteuert sind.

6. Ringantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Speisestelle der Antennenring (L1) geschlossen ist und dort zur Ein- bzw. Auskopplung der Speisesignalleistung eine im Verhältnis zum Antennenring kleine Leiterschleife (L2) angeordnet ist, die etwa in der Ebene und innerhalb des Anten­ nenrings liegt.

7. Ringantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verwendung als Kurzwellenantenne.