DE525101C - Antennenanordnung zur Erzielung einer verstaerkten horizontalen Strahlung - Google Patents

Description

• Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Juni 1929 ab Es ist wichtig, insbesondere für die Verineidung von Fadingerscheinungen, daß die die elektromagnetischen Wellen, z. B. für Rundfunkzwecke, emittierenden Antennen möglichst wenig Aufwärtsstrahlung haben. Es ist bekannt geworden, daß die vertikale Strahlungskomponente einer Antenne im Verhältnis zur horizontalen Strahlungskomponente durch eine Antennenanordnung herabgedrückt werden kann, bei welcher mehrere vertikale Dipole geeigneter Länge im geeigneten Abstand übereinander vorgesehen sind. Ein derartiges Verfahren hat aber, besonders wenn es sich um Aussendung längerer Wellen handelt, den Nachteil, daß die Antennenanordnung in unerwünschter Weise hoch werden muß.
• Vorliegender Erfindung gemäß wird der gleiche "Zweck dadurch erreicht, daß die Antenne als ein Strahlerkomplex ausgeführt wird, bei dem um einen Zentralstrahler herum in einer geschlossenen Kurve, z. B. im Kreis, eine Reihe von in geeigneter Weise angeregten Hilfsstrahlern vorgesehen ist.
• Die bisher bekannten Anordnungen, bei welchen mehrere, in einer geschlossenen Kurve liegende Antennen vorgesehen waren, die aber keinen in dem Mittelpunkt der Kurve vorgesehenen Zentralstrahler aufwiesen, dienten durchgehend dem Zweck, eine in der Horizontalebene gebündelte Strahlung hervorzurufen bzw. dem Zweck des Richtempfangs elektromagnetischer Wellen.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Abb. i schematisch dargestellt. Hier besteht der Strahlerkomplex aus einer vertikalen Zentralantenne a mit einer Länge von 2,14, in der ein Strom T, fließt und aus um diese herum in einem Kreise mit Halbmesser 2j4. aufgebauten acht Vertikalantennen b etwa von der gleichen Höhe. Die Hilfsstrahler werden gespeist mit Stromstärken , die eine Phasenverschiebung von i8o° gegenüber dem Strom des Zentralstrahlers aufweisen.
• Unter Annahme einer vollkommen leitenden Erde und der sinusförmigen Stromverteilung in einzelnen Antennen kann man durch Supperponierung sämtlicher von jedem einzelnen Strahler herrührender Raumstrahlungsfelder die Raumverteilung für den Poyntingschen Vektor (Strahlungsvektor der elektromagnetischen Energie) berechnen. Man findet z. B. bei dem in der Abb. i dargestellten System für die Größe S des Poyntingschen Vektors in einem beliebigen Punkt, dessen Azimutwinkel ?f" gegenüber der Vertikalebene durch die Linie A-B Abb. i und dessen Zenitwinkel ü (der Winkel zwischen der Vertikalebene und der Verbindungsstrecke des betrachteten Punktes zum Mittelpunkt a des Antennenkomplexes) gegeben sind, die folgende Formel: wobei C eine Konstante, 99 durch den Ausdruck gegeben ist, d den Kreisradius und g. das Verhältnis - des doppelten Stromes J, in den Außenantennen zum Strom Jo in der Innenantenne bedeutet.
• Man kann aus der obigen Formel für jede durch 0 und zE; gekennzeichnete Richtung die Strahlungsamplitude in einem bestimmten Einheitsabstand ermitteln.
• Es ergibt sich daraus, daß das Azimutdiagramm fast ein Kreis ist, so daß dieser Antennenkomplex für Rundfunkzwecke geeignet ist. Entwirft man ferner ein Polardiagramm für eine Meridianebene, z. B. für die Vertikalebene durch die Linie A-B der Abb. i, so erhält man die Kurve I der Abb. 2. Zum Vergleich ist in der Abb.2 noch das Strahlungsdiagramm :2 eingetragen, das für den Fall gilt, daß nur der Strahler a vorhanden ist. Man sieht, daß, wenn die Verhältnisse so gewählt sind, daß die Horizontalstrahlungen in beiden Fällen einander gleich sind, die schädliche Aufwärtsstrahlung bei der allein vorhandenen Zentralantenne a bedeutend größer ist als beim Komplex nach der Abb. i.
• Die oben beschriebene Anordnung von Hilfsstrahlern auf einem Kreis ergibt eine wesentlich gleiche Strahlungsverteilung für alle horizontalen Richtungen. Ist eine andere Verteilung erwünscht, so kann man die Hilfsstrahler auf einer anderen Kurve anordnen, die auch nicht symmetrisch zu sein braucht. Man kann dann in jedem Fall durch Supperponierung der Strahlungen jeder einzelnen Antenne rechnerisch die Verteilung des Pöyntingschen Vektors für die gewählte Lage der Hilfsstrahler in Abhängigkeit von den Amplituden und Phasen ihrer Ströme bestimmen, und dann diejenigen Phasen und Amplituden der Ströme für die einzelnen Hilfsantennen wählen, die die günstigste Strahlungsverteilung ergeben. Einfacher ist es je- doch in diesem Falle; auf empirischem Wege zu verfahren, indem man für extrem kurze Wellen, z. B. von etwa 5o cm, ein entsprechend kleines Antennenmodell aufbaut und aus Feldmessungen die günstigsten Amplituden und Phasen der einzelnen Strahler bestimmt.
• Auch die Zahl der Hilfsantennen kann verschieden gewählt werden. Ferner ist es sogar möglich, die Hilfsstrahler ohne Speisung, also als Reflektoren, arbeiten zu lassen;

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Antennenanordnung zur Erzielung einer verstärkten horizontalen Strahlung unter gleichzeitiger Schwächung der vertikalen Strahlungskomponente, dadurch gekennzeichnet, daß um einen vertikalen Zentralstrahler in einer geschlossenen Kurve (beispielsweise einem Kreis) eine Anzahl vertikaler Hilfsstrahler angeordnet sind, welche durch Ströme geeigneter Größe und Phase gespeist werden.
2. 2. Antennensystem nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen vertikalen Zentralstrahler von 2/a. Länge und n auf einem Kreis von A/4 Halbmesser angeordneten vertikalen Hilfsstrahlern gleicher Länge, welche jeder mit dem ten Teil der dem Zentralstrahler zugeführten Hochfrequenzenergie unter einer Phasenverschiebung von i8o° gegen letztere gespeist wird.
3. 3. Antennensystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstrahler als Reflektoren ohne Speisung arbeiten.