DE504005C - Richtantenne, deren Wellenlaenge ein Mehrfaches einer halben Wellenlaenge betraegt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Richtantenne.

Es sind Antennen bekannt geworden, die lang im Verhältnis zur verwendeten Wellenlänge sind und bei denen die Strahlung von abwechselnden Wellenlängenhälften ganz oder teilweise unterdrückt wird, wodurch man verbesserte Richteigenschaften in einer Richtung senkrecht zur Antennenlänge erhält. Mit der Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung werden auch sehr günstige Richtwirkungen erzielt, ohne daß eine Unterdrückung der Strahlung vorgenommen zu werden braucht.

Erfindungsgemäß werden bei einer im Verhältnis zur Wellenlänge langen Antenne abwechselnde Halbwellenlängenabschnitte rückläufig angeordnet, derart, daß die Strahlung von diesen rückläufigen Halbwellenlängenabschnitten sich zu der der verbleibenden addiert.

Bei einer Ausführungsform (Fig. 2 der Zeichnung) ist der unterste Halbwellenlängenabschnitt als einfacher senkrechter Draht ausgebildet. Der zweite verläuft für 0,1 der Wellenlänge in Verlängerung dieses Drahtes weiter, biegt dann rechtwinklig um, wobei der horizontale Abschnitt 0,05 einer Wellenlänge ausmacht. Die Antenne wird dann wieder um 90⁰ abgebogen und läuft dann den 0,2. Teil einer Wellenlänge abwärts, worauf sie wieder um 90° abgebogen wird und um 0,05 waagerecht verläuft. Der weitere'Verlauf der Antenne ergibt sich aus der-*Z£ichnuhg (Fig. 2). Antennen gemäß der Erfindung können senkrecht, waagerecht oder unter jedem beliebigen Winkel verwendet werden. Im Gebrauch können sie an einem Ende durch einen Widerstand geerdet werden, der gleich dem Wellenwiderstand ist, oder es kann die Refiektion durch zwischen Antenne und Speiseleitung geschaltete Impedanzen vermieden werden.

Dadurch, daß man die Drahtlänge zwischen den Mittelpunkten der nebeneinanderliegenden Antennenabschnitte größer oder kleiner als eine halbe Wellenlänge macht, kann man zwischen den Abschnitten eine fortschreitende Phasenänderung erhalten. Auf diese Weise kann man erforderlichenfalls die größte Strahlung in Richtungen erhalten, die von der Richtung rechtwinklig zur allgemeinen Riehtung der Antenne verschieden sind.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in sechs Figuren dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine bekannte Antenne mit unterdrückter Ausstrahlung von abwechselnden Halbwellenlängenabschnitten; Fig. 2 bis 6 zeigen Antennen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bei allen Figuren ist angenommen, daß die Zuführung unten bei X erfolgt; die Mitten der Halbwellenlängen sind mit A, B, C usw. bezeichnet, d. h. wenn_ Ströme mit den richtigen Arbeitsfrequenzen bei X zugeführt werden, treten Ströme gleicher Phasen in den

Teilen auf, deren Mitten bei A, C und E liegen, und Ströme von unter sich gleicher Phase, aber den ersteren gegenüber entgegengesetzter Phase in den Teilen, deren Mitten bei B, D und F liegen.

Die in der Antenne fortschreitende Welle wird normal an dem oberen Ende Y reflektiert und, richtige Endverhältnisse vorausgesetzt, wird die reflektierte Welle mit der hingehenvo den Welle an den Punkten A, B, C, D usw. in Phase sein und in der Leitung eine stehende Welle erzeugen. Diese reflektierte Welle, die naturgemäß wegen des Strahlungsverlustes schwächer ist als die hingehende Welle, kann erforderlichenfalls ausgeschaltet werden, beispielsweise dadurch, daß die Impedanz am Ende Y gleich dem Wellenwiderstand der Leitung gemacht wird. Das elektrische Feld, das von der fortschreitenden Welle in jedem Halbwellenabschnitt herrührt, ist so, als ob es durch eine stehende Welle in jedem Halbwellenabschnitt erzeugt wäre, die einen maximalen Wert im Mittelpunkt des Abschnittes hat, der von der Größe des maximalen Wertes der fortschreitenden Welle ist. Dieses ist in punktierten Kurven in den Zeichnungen angedeutet.

In allen Figuren sind die Antennen in linearer Ausdehnung etwa zwei Wellenlängen lang.

In Fig. ι sind sieben Halbwellenabschnitte von Draht mit den Mittelpunkten A, C, E, G die strahlenden Abschnitte, während die anderen Abschnitte nicht strahlend ausgebildet sind. Es sind also vier strahlende Abschnitte vorhanden, alle in Phase gegenüber Strömen, die Strahlung in einer Richtung rechtwinklig zur Antenne als Ganzem verursachen, wobei das resultierende Feld so angesehen werden kann, als habe es eine Stärke von vier willkürlich gewählten Einheiten.

Die Antenne gemäß Fig. 2 enthält auch sieben Halbwellenabschnitte, jedoch läßt man die Abschnitte B, D und F strahlen, und so unterstützt wegen der Umkehr der Drahtrichtung die Strahlung von diesen Abschnitten die Strahlung von den Abschnitten A, C, E und G. Wenn die Antenne gemäß Fig. 2 mit Strömen gespeist wird, die gleich denen sind, mit denen die Antenne gemäß Fig. 1 gespeist werden muß, um vier Feldstärkeneinheiten rechtwinklig zur Antenne zu erhalten, ergibt die Antenne nach Fig. 2 ungefähr 5,2 Feldstärkeneinheiten.

Während in der Fig. 2 die Länge der rücklaufenden Drahtlängen 0,2 einer Wellenlänge beträgt, beträgt sie in Fig. 3 0,24, in Fig. 4 0,28, in Fig. 5 0,32. Diese Vergrößerung der rücklaufenden Drahtlänge verringert nicht nur die .lineare Ausdehnung einer Antenne für eine gegebene Wellenlängenzahl, sondern vermehrt auch die Strahlung von den abwechselnden Halbwellenlängenabschnitten. So sind die Feldstärken, die man mit den Antennen gemäß Fig. 3, 4 und 5 erhält, unter denselben Bedingungen wie oben 7,25, 9,5 und 11,275.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Anordnung kann zweckmäßig praktisch so- ausgeführt werden, daß man die Antenne als senkrechten sechseckigen Käfig ausbildet, wobei die Verbindungsdrähte η η', in m' gleich lang sind wie die Ouerdrähte p p'.

Man erkennt, daß das Zunehmen der Wellenlängenzahlen für eine gegebene lineare Ausdehnung der Antenne eine vergrößerte Strahlung pro Längeneinheit der Antenne ergibt.

Für irgendeine besondere lineare Abmessung der Antenne kann man die Konstruktion so ausbilden, daß der größere Teil der bei X angeführten Energie ausgestrahlt wird, bevor das Ende Y erreicht ist, so daß die von Y reflektierte Welle sehr schwach ist. Ferner kann man die Ausstrahlung pro Längeneinheit in verschiedenen Teilen der Antenne dadurch regeln, daß man progressiv die rücklaufenden Drahtlängen ändert, so daß man dadurch das natürliche Dekrement kompensieren und eine gleichmäßige Strahlung pro Längeneinheit erhalten kann.

Erforderlichenfalls kann man anstatt einzelner Drähte mehrfache Drähte verwenden. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 6, in der die Abschnitte A, C und E als Käfige ausgebildet sind, während die rücklaufenden Abschnitte B und D durch einzelne Drähte gebildet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Richtantenne, deren Wellenlänge ein too Mehrfaches einer halben Wellenlänge beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnde Halbwellenlängenab schnitte rückläufig so angeordnet sind, daß ihre Strahlung sich zu der Strahlung der fortlaufend angeordneten Abschnitte addiert.

2. Antenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der rücklaufenden Teile in verschiedenen Teilen der Antenne verschieden groß gemacht wird, so daß man dadurch jedes erwünschte Verteilungsgesetz erzielen kann.

3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der rückkehrenden Teile progressiv zunimmt, wo- hü durch man eine gleichmäßige Strahlung bei Längeneinheit erzielen kann.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte sämtlich oder teilweise aus parallelen Leitern gebildet werden.

5. Antenne nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Halbwellenlängen durch teilweise rücklaufende Einzelleiter von je einer halben Wellenlänge in Reihe geschaltet sind.
6. Antenne nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als viereckiger Käfig ausgebildet ist.

7. Antenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Eliminierung reflektierter Wellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen