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Sendeantenne für drahtlose Telegraphie. Die Erfindung hat eine Anordnung
zum Gegenstand, durch welche die Wirkung großer Sendeantennen, besonders von Antennen
großer Fläche oder großer Länge, wesentlich verbessert wird. Sie besteht im wesentlichen
darin, daß durch Ausgleichsmittel eine gleichmäßige Ausnutzung der Flächenelemente
verschiedener Entfernung vom Speisepunkt für die Antennenwirkung herbeigeführt wird.
Die Ausnutzung der einzelnen Flächenelemente war nämlich bisher bei solchen Antennen
keineswegs gleichmäßig, und dies hatte zur Folge, daß auch die Wirkung der ganzen
Antenne hinter der bestmöglichen beträchtlich zurückblieb.
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An Hand der Zeichnung sollen diese Verhältnisse näher erläutert und
dann die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt «-erden.
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In Abb. i ist beispielsweise eine langgestreckte Antenne dargestellt,
die durch den Sendertransformator T von einem Ende aus in üblicher Weise erregt
wird. Für die "Zwecke der vorliegenden Erfindung kann diese Darstellung der Abb.
i auch als ein radialer Ausschnitt aus einer großflächigen Antenne mit zentraler
Erregung aufgefaßt werden. Teilt man die Antenne beispielsweise in zwei gleiche
Flächenelemente F,. und FZ, so ist für die Fläche Fl eine Zuführungslänge für den
Strom entsprechend der Linie 1i vorhanden. für die Fläche F, dagegen eine
Zuführungslänge l2. Diesen verschiedenen Zuführungslängen entsprechen verschiedene
Werte der SelbstinduktionswiderständeL, bzw. L., die den gleichen Kapazitäten C,
bzw. C!' der beiden Flächenelemente vorgeschaltet sind. Die beiden Erdwiderstände
für die Flächenelemente F1 und F2 sind ebenfalls einander gleich. Die Verhältnisse
liegen hier analog wie in einem verzweigten geschlossenen System, entsprechend Abb.
2. Der eine Zweig enthält eine Kapazität Cl und einen Widerstand kV" der andere
eine Kapazität C. und einen Widerstand W2, wobei diesem zweiten Zweig eine Selbstinduktion
L2 vorgeschaltet ist. Sind Cl und C2, W1 und W2 einander gleich, so würde, wenn
L2 nicht vorhanden wäre, der resultierende Verlustwiderstand der ganzen Verzweigung
die Hälfte des Verlustwiderstandes eines Zweiges sein. Liegt aber L2 vor dem einen
Zweig, so ist der Hochfrequenzwiderstand des ersten Zweiges größer und steigt mit
wachsendem L,. Dies erklärt sich wie folgt: Da C, und C. einander gleich sind, so
sind die kapazitiven Widerstände beider Zweige einander gleich. Der Hochfrequenzwiderstand
des ersten Zweiges ist im wesentlichen gleich diesem kapazitiven Widerstand
WC. Der Hochfrequenzwiderstand des zweiten Zweiges dagegen ist WC-WL>, da
C und L2 einander entgegenwirken. Der Hochfrequenzwiderstand des zweiten Zweiges
ist daher um den Selbstinduktionswiderstand kleiner als der des ersten Zweiges und
wird mit wachsender vorgeschalteter Selbstinduktion immer kleiner. Auf die Antenne
nach Abb. i übertragen, bedeutet dies folgendes: Haben beide Flächenelemente F,
und F2 an sich gleichen Erdwiderstand, z. B. 5 Ohm, so wären die günstigsten Verhältnisse
die, daß der resultierende Widerstand die Hälfte, nämlich 2,5 Ohm, betrüge.
Ist aber nun, wie es in Wirklichkeit bei einer Antennenlänge von ' i2oo m der Fall
sein mag, eine Selbstinduktion von 70 000 cm vor F2 vorgeschaltet, so hat
man entsprechend dieser ungleichen Selbstinduktion ganz ungleiche Frequenzwiderstände
und ungleiche Stromverteilungen,
d. h. durch F2 kann 5o bis 8o Prozent
mehr Strom fließen als durch F,. F, kommt nicht roll zur Wirkung und ist nicht mehr
parallel geschaltet zu F -
Gemäß der Erfindung «-erden nun die gÜnstigsten
Verhältnisse dadurch erzwungen, daß Ausgleichsmittel zur Anwendung kommen. In einem
System nach Abb. z kann man die beiden Zweige z. B. dadurch gleichwertig machen,
daß man ihnen gleiche Selbstinduktionen L, und - L2 vorschaltet (Abb. 3) ; der resultierende
Widerstand ist dann wieder gleich dem halben Widerstand eines Zweiges.
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Bei der Antenne werden die gleichen Selbstinduktionswerte der Zuführungslängen
für die verschieden entfernten Flächeneleinente dadurch hergestellt, daß jedes Flächenelement
mit einer getrennten Speiseleitung versehen und der Ausgleich durch verschieden
große Spulen in den Speiseleitungen herbeigeführt wird. Abb. ¢ zeigt das Schema
hierfür. Die drei Flächenelemente F1, FZ und F3 der Antenne - sie können auch ohne
weiteres miteinander elektrisch verbunden bleiben -werden durch drei Leitungen S"
S2, Sg mit dem Sendertransformator T verbunden. Die kürzeste Leitung S, erhält die
größte Zusatzspule F,, die mittlere Leitung S, eine kleinere P2, die längste Leitung
S3 keine Zusatzspule, so daß die Selbstinduktions-,verte aller drei Leitungen einander
gleich werden. Die Ladungen der drei Flächenelemente Fi, F2, F3 sind dann ebenfalls
einander gleich, jedes Flächenelement ist gleichmäßig an der Antennenwirkung beteiligt
und der resultierende Antennenwiderstand hat den kleinsten möglichen Wert.
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Die Ausgleichsspulen braucht man nicht in die Speiseleitungen selbst
einzuschalten, sondern man kann die Speiseleitungen Sf, S2, S3, wie in Abb.5 dargestellt,
von verschiedenen Punkten der Sekundärwicklung des Transformators abzweigen. Um
eine gleichmäßige Stromverteilung zu erreichen, müssen die Leitungen so geführt
werden, daß dem System mit größtem Widerstand (S3 e3) die größte Spannung zugeführt
wird; dem System S2 e_, eine geringere--- und dem System S, ei die kleinste Spannung.
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Als Transformator wird ein Transformator mit großer Streuung verwendet,
dann kann infolge der Wirkung der Streuinduktivitäten auf die einzelnen Leitungen,
deren Widerstand so abgeglichen «-erden, daß den einzelnen Flächenelementen gleiche
Striimr zugeführt werden. Die Erdungen El, E, E, sind zweckmäßig, wie auch in der
Abb. ; angegeben, unter den zugehörigen Flächenelementen der Antenne F1, F@, F3
anzubringen.
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Bei dieser Ausführung ist es besonders zweckmäßig, die zueinander
gehörigen Antennenzuführungen und Erdzuführungen Si ei, S:> e. und S3 e3, wie Abb.
5 zeigt, als Hochspannungsleitungen zu verlegen, so daß sie möglichst dicht aneinander
liegen und die Kraftlinien der Antennenleitung nach der Erdleitung und nicht nach
dem Boden sich schließen.
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Man kann den Ausgleich gemäß der Erfindung auch dadurch bewirken,
daß man, statt die zu kleinen Selbstinduktionen der kürzeren Speiseleitungen durch
Zusatzspulen zu ergänzen, die zu großen Selbstinduktionen der längeren Speiseleitungen
durch Verkürzungskondensatoren reduziert. Abb.6 stellt eine Schaltung dar, wo den
einzelnen Teilen der Antennenfläche die Spannungen durch induktive Kopplungen mit
dem Transformator zugeführt werden.
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Beim Aufbau einer Antenne nach der Erfindung wird es sich vielfach
als günstig erweisen, die Zuführungen zu den entfernteren Flächenteilen über die
näherliegenden hinwegzuführen.
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Die vorliegende Erfindung stellt gewissermaßen eine Umkehrung des
bekannten Erdungsverfahrens dar, denn dort werden die Erdungen so angelegt und die
Erdzuführungen durch Einschaltung von Wechselstromwiderständen so bemessen, daß
eine gleichmäßige Verteilung der Ströme erfolgt, während im vorliegenden Fall die
einzelnen Flächenelemente der Antenne gleichmäßig ausgenutzt werden, indem die Zuführungen
zu diesen Flächenelementen entsprechend angeordnet und dimensioniert sind.