DE458260C - Richtantenne von einer Laenge gleich einem Vielfachen der Wellenlaenge - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Antenne,, deren Gesamterstreckung· ein Vielfaches der zu sendenden Wellenlängen beträgt und die weiterhin ein ausgesprochenes Richtvermögen hat. Auf diesem Gebiete sind bereits viele Anordnungen vorgeschlagen worden, aber die Regelung der bisher bekannt gewordenen Antennen ist sehr umständlich, während die den Gegenstand dieser Erfindung bildenden Anordnungen eine sofortige Regelung gestatten. Die Vorteile und Mängel der mit einer Harmonischen hoher Ordnungszahl erregten Antennen sind bekannt; in der zu den Antennendrähten senkrechten Ebene sind die einzelnen aufeinanderfolgenden Glieder einander entgegengesetzt gerichtet, da sie im gleichen Augenblick von Strömen entgegengesetzter Richtung durchflossen werden. In den zur betrachteten Ebene stark geneigten Richtungen dagegen kann sich die Wirkung der aufeinanderfolgenden Glieder gleichphasig addieren wegen des Unterschiedes in den Entfernungen des Beobachters von diesen einzelnen Gliedern. Die Polardiagramme des Feldes weisen also Schlingen auf. Ist der Draht senkrecht oder angenähert senkrecht, so ist das elektrische Feld senkrecht polarisiert, und der Höchstwert der Strahlung tritt in einem mehr oder minder großen Winkel zur Grundfläche auf. Es ist übrigens schon vorgeschlagen, eine lange eindrähtige Antenne in Einzelteile, deren Länge gleich einer halben Wellenlänge ist, zu zerschneiden und die Teilstücke unter sich durch so bemessene Spulen mit verteilter Kapazität zu verbinden, daß eine halbe Welle absorbiert wird(Abb.i). Diese Anordnung liefert Halbwellenelemente von gleicher Richtung und. daher einen Höchstwert· der Strahlung in einer zum Draht senkrechten Ebene; aber aus Symmetriegründen ist selbst in dieser Ebene keinerlei Richtvermögen vorhanden.

Eine solche Antenne besitzt im übrigen j einen sehr großen Strahlungswiderstand; ihre j wirksame Höhe ist insgesamt gleich der

-fachen Drahtlänge.

Wie es insbesondere Theorie und Praxis beweisen, hat eine solche Antenne einen sehr viel höheren Widerstand als eine nicht unterteilte Antenne gleicher Länge, die auf die gleiche Welle arbeitet.

Diese Erfindung bezweckt die Errichtung von Antennenanordnungen mittels Drähten oder Netzen, die in jedem Spannungsbauch rechtwinklig oder angenähert rechtwinklig abgebogen sind, um dergestalt plötzlich nach jeder halben Wellenlänge die Polarisationsebene dieser Welle zu ändern; sie bezweckt weiter, gegebenenfalls die Anordnungen anderer gebogener Drähte oder Netze dahingehend zu vervollständigen, daß die eine als

unerwünscht erachtete der beiden polarisierten Wellen verringert oder zu null gemacht wird. Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung mögen die schematischen Abb. 2 bis 9 dienen, die einige der Ausfühirungsmöglichkeiten veranschaulichen. Alle diese Abbildungen beziehen sich auf ebene Antennengebilde; aber es wird sich aus dem Folgenden ergeben, daß man, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen, auch dreidimensionale Gebilde herstellen kann, wobei die Drähte senkrecht zur Zeichenebene gebogen werden müssen. Abb. 2 stellt einen einfachen FaJl dar. Sie entspricht dem Diagramm der Abb. 3. Die Pfeile geben die in einem Augenblick bestehende Stromrichtung in den verschiedenen Halbwellenelementen an.

Man sieht, daß für einen in großer Entfernung senkrecht zur Antennenebene befindlichen Beobachter alle Wirkungen der senkrechten Elemente nach Abb. 2 sich, phasengleich zusammensetzen, weil der Abstand des Beobachters von diesen verschiedenen Elementen gleich ist. Für ihn verläuft also alles so wie im Falle der Abb. 1, der bereits erwähnt ist und dessen senkrecht polarisiertes elektrisches Feld 'einen Höchstwert hat. Bewegt sich, unter Beibehaltung seiner Entfernung vom Antennengebilde der Beobachter in einer 'stets zur Ebene des Antennengebildes senkrechten Ebene nach oben, so wird das von ihm wahrgenommene senkrecht polarisierte Feld durch die Polarkurve dargestellt, die in Abb. 3 durch ausgezogene Linien veranschaulicht ist. In dieser Abbildung ist Θ der vom Beobachter mit einer in der Antennenebene Senkrechten gebildete Winkel. Dieser Beobachter wird schließlich, ein horizontal polarisiertes elektrisches Feld wahrnehmen, entsprechend den wagerechten Teilen der Abb. i. Dieses Feld kann durch die gestrichelten Kurven der Abb. 3 dargestellt werden. Nahe der Polarisationsebene verhalten sich diese entgegengesetzt gerichteten Elemente tatsächlich wie eine mit einer Harmonischen erregte Antenne.

Bewegt sich ein anderer Beobachter in einer in bezug auf die Antennenebene geneigten Ebene aufwärts,, so ändern die Diagxamme des vertikalen und des horizontalen Feldes vollständig ihren Verlauf. Beim Verschieben in der Antennenebene gilt insbesondere für die senkrechten Antennenelemente ein Diagramm nach Art der gestrichelten Linien der Abb. 3, denn der Unterschied der wagerechten Entfernung zweier senkrecht wirksamer Elemente tritt als Phasenänderung in die Erscheinung.

Befindet sich der Beobachter insbesondere in der Verlängerung der wagerechten Teile, so wird für ihn alles so verlaufen, als ob die Antenne nur aus einem einzigen senkrechten Draht bestünde, da die Wirkung zweieT aufeinanderfolgender senkrechter Antennenelemente sich deshalb aufhebt, weil ihre Entfernung eine halbe Wellenlänge beträgt.

Das vollständige Diagramm ist natürlich sehr verwickelt zu berechnen, aber es ergibt sich ein sehr ausgeprägter Höchstwert längs einer Senkrechten in der Ebene der Antenne. Da anderseits in allen anderen Richtungen die Wirkung geringer ist, so wird hier auch weniger Energie ausgestrahlt; mit anderen Worten, 'bei gleicher Energiestrahlung sind die Ströme und resultierenden Felder größer als im Falle der Abb. 1.

Insbesondere ist das .in einer zum Antennengebilde senkrechten Richtung erhaltene Feld bedeutend stärker.

Abb. 4 zeigt, wie man mit zwei Antennen i, 1' und 2, 2' eine der beiden Polarisationen zu null machen kann. Die Antenne 2, 2' kann vom Sender mit Energie beschickt werden oder einfach der Sitz induzierter Ströme sein.

Die Abb. 5 und 6 veranschaulichen eine mögliche Änderung der Anordnungen nach den Abb. 2 und 4; hier ist die Erstreckung und infolgedessen auch das Richtvermögen größer.

In Abb. 6 sind. 3, 3' induktiv gekoppelte Antennen.

Abb. 7 veranschaulicht ein Gebilde von noch ,größerer Erstreckung mit vollständig ausgeglichenen wagerechten Teilen.

Abb. 8 stellt eine andere Ausführungsform dar und unterscheidet sich von Abb. 1 dadurch, daß die Horizontalstrahlurig ebenso kräftig ist wie die Vertilkalstrahlung. Für einen sich in einer zur Antennenebene Senkrechten befindlichen Beobachter setzen sich die Wirkungen wie in den anderen Fällen zusammen, und die resultierende Polarisation ist geneigt.

Abb. 9 stellt endlich den Ausbau eines Gebildes nach Abb. 8 für den Fall dar, in dem man eine als unerwünscht erachtete der beiden Polarisationen unterdrücken will. In dieser Abbildung sind 3, 3, 3', 3', 4, 4, 4'„ 4', 5, 5 und 5', 5' induzierte Antennen mit Schirmwirkung.

Es ist augenscheinlich, daß nicht alle diese Schirmantennen notwendig sind, daß man vielmehr einen Teil oder selbst alle fortlassen kann. Weiterhin ist augenscheinlich, daß man, statt den Antennendraht fortwährend in der gleichen Ebene abzubiegen, ihn ebenso in eine senkrechte Ebene abbiegen kann, so daß man ein dreidimensionales Gebilde mit erhöhtem Richtvermögen erhält.

Aus Gründen einer bequemen Erläuterung

ist bisher stets von wagerechten und senkrechten Elementen gesprochen worden; tatsächlich aber kann man die beschriebenen Antennen in jeder als besonders günstig erachteten Ebene anbringen, die senkrecht oder mehr oder weniger geneigt zum Boden liegen kann. Die Drähte bzw. Netze können ihrerseits ebenfalls zum Boden geneigt verlaufen. Auf diese Weise gelangt man zu eigenartigen Aufbauten. So ist beispielsweise die Anordnung nach Abb. 8 in den Abb. io und ii so dargestellt, daß die Drähte zum Boden geneigt verlaufen. Im Falle der Abb. io, in dem die Zickzackantenne sich allmählich vom Boden entfernt oder sich ihm nähert, hat für einen senkrecht zur Antennenebene befindlichen Beobachter die resultierende Welle ein senkrecht polarisiertes elektrisches Feld; im Falle der Abb. 11 dagegen, in dem die Zickzackantenne sich mehr und mehr vom Boden erhebt, hat die resultierende Welle für einen senkrecht zur Antennenebene befindlichen Beobachter ein horizontal polarisiertes elektrisches Feld.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Richtantenne von einer Länge gleich einem Vielfachen der Wellenlänge, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennendraht bzw. das Antennendrahtnetz in jedem Spannungsbauch rechtwinklig oder angenähert rechtwinklig abgebogen ist.
2. 2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsänderung der Drähte bzw. Netze stets in der gleichen in bezug auf den Boden senkrechten oder geneigten Ebene erfolgt.
3. 3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsänderung der Drähte bzw. Netze in parallelen Ebenen erfolgt.
4. 4. Antenne nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte oder Drahtnetze wagerecht und senkrecht abgebogen sind oder mit Bezug auf den Boden schräg liegen.
5. 5. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem Grundgebilde ein oder mehrere dieses Grundgebilde symmetrisch wiedergebende Hilf sgebilde angeordnet sind, die entweder unmittelbar aus der Energiequelle gespeist werden oder induktiv mit dem Grundgebilde gekoppelt sind, so daß die Wirkung der einen der polarisierten Wellen ganz oder teilweise aufgehoben wird.
6. 6. Antenne nach Anspruch 4 mit zickzackförmig angeordneten Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Abstand vom Boden beständig zunimmt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.