DE532767C - Ortsfeste Kurzwellenantenne mit horizontal liegendem Dipol und vertikalen Speiseleitungen zur Erzeugung rein horizontal polarisierter elektrischer Wellen - Google Patents

Description

Man hat schon waagerechte Dipole als Antennen verwendet, nur sind diese Antennen für große Wellenlängen und ziemlich dicht über dem Erdboden gebaut worden. Im Gegensatz hierzu verwendet die Erfindung für die Aussendung kurzer Wellen Antennen, deren Abstand vom Erdboden ein beachtenswerter Bruchteil der ausgesendeten Wellenlänge ist, z. B. ein Viertel der Wellenlänge.

Infolge dieses Hochlegens und infolge der waagerechten Anbringung des Dipols sind "* die Verluste in der Nachbarschaft der Sendeantenne wesentlich herabgedrückt.

Es ist wichtig, diese waagerechten Antennen in einem Abstand vom Erdboden anzuordnen, der größer als ein Achtel der ausgesendeten Wellenlänge ist. Die Wirkung der leitenden Erde ist die, ein Spiegelbild der Antenne zu geben. Wenn die Antenne dem Erdboden nahe ist, wird das Spiegelbild, welches ein dem Antennenfeld entgegengesetztes Feld ausstrahlt, die Wirkung der Antenne teilweise neutralisieren. Dieser Mißstand wird aber beseitigt, wenn die Höhenlage der waagerechten Antenne zwischen ein Achtel und fünf Achtel der Wellenlänge liegt. In diesem Falle unterstützen sich die Ausstrahlungen des Spiegelbildes und der Antenne.

Man kann übrigens auch die Wirkung der Neigung des Energiemaximums zur waagerechten Ebene in der senkrechten Ebene des Ausstrahlungsmaximums berechnen, die sich infolge der Verbindung der Ausstrahlung der Antenne und ihres Spiegelbildes ergeben, dessen Ströme um einen bestimmten Betrag in der Phase verschoben sind, der von der Höhe abhängt, in welcher sich die waagerechte Antenne befindet.

Ein Gegengewicht, bestehend aus einem Draht auf der Erdoberfläche, der abgestimmt oder nicht abgestimmt ist, gestattet je nach Wunsch die Phase der von dem Spiegelbild ausgestrahlten Ströme und die Neigung des Bündels des Energiemaximums zu ändern.

Die Ausstrahlung erfolgt bei diesen waagerechten Antennen seitlich und senkrecht zur Richtung der Antenne, wenn diese für eine einzige Aussendung bestimmt ist.

Weiterhin sieht die Erfindung die Verwendung von ausstrahlenden, beispielsweise ebenen Flächen vor, in welchen die Verteilung des Stromes derart ist, daß man Oberflächen mit doppelter Biegung erhält, wenn man im Diagramm als Ordinaten in jedem Punkt den Strom einträgt. Anders ausgedrückt, die ausstrahlende Oberfläche wird mit Hochfrequenzstrom an zwei Punkten

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■ gespeist, wobei der Strom sich in zwei Richtungen entsprechend zwei zueinander senkrechten Achsen ausbreitet:

Infolge, dieser doppelten Ausbreitung ist der Richtungseffekt der Antenne größer als bisher. Anstatt einer toroidalen, d. h. kugeligen Ausstrahlungsfläche, wie bei den bisherigen Antennen, erhält man eine Ausstrahlung lediglich nach einer Kegelfläche, ίο Die Abb. ι zeigt eine gemäß der Erfindung angebrachte waagerechte Antenne. Abb. 2 ist ein Diagramm für die Stromverteilung in der Antenne. Abb. 3 zeigt die waagerechte Ausstrahlungsfläche. Abb. 4 ist wieder ein Diagramm für die Stromverteilung.

Bei der Antenne nach Abb. 1 wird ein Netz aus den waagerechten Drähten 1 und 2 gebildet, die auf Säulen 3 und 4 durch Strecker oder Halteglieder 6 und 8 befestigt sind, welche ihrerseits von den wirksamen Drähten durch Isolatoren 5 und 7 getrennt sind. Die Drähte 1 und 2 werden durch Isolatorketten 14 miteinander verbunden. Eine Hochfrequenzmaschine 11 liefert durch die beiden Leitungen 9 und 10 den Strom in die Antenne bei den Punkten 12 und 13.

Die Wirkungsweise ist folgende: Beim ersten Anblick hat es den Anschein, als ob es sich um die bekannte senkrechte Antenne in T-Form handelt, von .der jedoch der Gegenstand der Erfindung vollkommen verschieden ist. Die Stromzuleitungen 9 und 10 werden von deif Hochfrequenzströmen nach den Pfeilen 16 und 17 in zueinander umgekehrter Richtung durchflossen; infolgedessen ist die senkrechte Ausstrahlung dieser Leitungen 9 und 10 gleich Null. Nur der Teil 16 und 17 strahlt seitlich und in der Richtung des Pfeiles 15 ein waagerechtes elektrisches Feld h und ein senkrechtes magnetisches Feld H aus.

Der Empfang dieser Wellen mit waage-■ rechtem elektrischem Felde kann durch eine waagerechte Antenne erfolgen, die parallel zum Felde k angebracht ist und die entweder hoch gelegen oder in Erdbodenhöhe angebracht sein kann. Infolge der Neigung des magnetischen Feldes gegenüber der Ausstrahlungsrichtung könnte man gleichfalls senkrechte oder waagerechte Antennen verwenden, die in einem zum vorhergehenden Sinne rechtwinkligen Sinne gerichtet sind.

Wenn man einen Rahmenempfänger verwendet, wird dieser im allgemeinen in einer waagerechten Ebene gelagert sein, doch kann der Empfang auch mit einem senkrechten Rahmen möglich sein, der seinerseits rechtwinklig zu der Richtung steht, die von der Sendestelle zur Aufnahmestelle vorhanden ist.

Die Abb. 2 ist ein Diagramm für die Stromverteilung in der Antenne. Man hat in jedem Punkt der Leitung 9, 10 als senkrechte Ordinaten 1 und 2 die Beträge aufgetragen, die dem Strom in diesem Punkt in einem bestimmten Augenblick entsprechen. Man sieht, daß die Linie 9-10 eine' halbe Wellenlänge beträgt, 'während die Stücke ι und 2 eine Viertelwellenlänge ausmachen. Andere Verteilungsarten können je nach Wunsch vorgenommen werden. Man kann z. B. jede nur vorkommende Verteilung erhalten, wenn man mit der Antenne die Elemente einer künstlichen Leitung verbindet.

In Abb. 3 ist eine waagerechte Sendefläche für die Aussendung von Wellen mit waagerechtem Felde dargezeigt, wobei die Aussendung nach einer Kegelfläche stattfindet, die in bevorzugtem Sinne gegenüber der Waagerechten geneigt ist. Das Diagramm für die Verteilung der Ströme in einem Netz dieser Anordnung ist in Abb. 4 gezeigt.

Die Oberfläche nach Abb. 3 ist perspektivisch dargestellt und strahlt ihre Energie in Richtung des Pfeiles 19 mit einem Maximum an Ausstrahlung in der senkrechten Symmetrieebene 20 aus. Die Ausstrahlungsfläche wird durch die vier Isolatoren 5 und 7 auf vier Masten 3 und 4 gehalten. Der Stromerzeuger 11 liefert Hochfrequenzstrom nach den Punkten 12 und 13. Die Hochfrequenzströme breiten sich auf dieser Oberfläche so aus, daß man annehmen kann, daß der Halbwellenbereich 16 und 17 sich in der Abb. 3 von vorn nach hinten ausbreitet. Die Abmessungen der Fläche von vorn nach hinten zu sind so gewählt, daß die Fortpflanzung in diesem Sinne mehrere Viertelwellenlängen umfaßt. Man hat also einen doppelten Sendebereich, und zwar einen mit einer Halbwellenlänge parallel zu den Pfeilen 16 und 17, den anderen von mehreren Viertelwellenlängen parallel zu den Pfeilen 21 und 22.

Infolge der Ausstrahlung in Richtung der Pfeile 16 und 17 wird die Aussendeenergie in der Ebene 20 konzentriert, und infolge der Aussendung in senkrechtem Sinne ist sie auf einen Kegel beschränkt, der gegen die Waagerechte geneigt ist. Man kann die Nei- no gung dieses Kegels dadurch ändern, daß man die Verteilung parallel zur Ebene 20 ändert, indem man z. B. Selbstinduktionsvorrichtungen oder Kapazitäten einschaltet, die auf dem Erdboden stehen und mit der Aus-Strahlungsfläche durch Leitungen verbunden sind, die zur Leitung 9 und 10 parallel verlaufen.

Die Ausstrahlungsflächen können auch eine mehrfache Zahl von Hauptachsen enthalten, nach denen die Aussendung stattfindet. So kann man z. B. drei Achsen, die

Kanten eines gleichseitigen Dreiecks bilden, verwenden, auch kann man so viel abgetrennte Ausstrahlungsbüschel erhalten, wie für den vorliegenden Fall nötig oder wünschenswert ist.

Diese Flächen können in jedem beliebigen Sinne angeordnet werden und ein mit beliebiger Neigung versehenes elektrisches Feld ausstrahlen; sie können gleichfalls als Reflektor dienen.

Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung ist für alle Wellen möglich; interessante Ergebnisse hat man jedoch bei Wellen erzielt, deren Länge unter iooom liegt. Die günstigsten Resultate ergeben sich für Wellen zwischen ioo und 200 m Länge.

Die ausstrahlenden Netze können durch Metallrohre oder jeden anderen sonst geeigneten Leiter ersetzt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Ortsfeste Kurzwellenantenne mit horizontal liegendem Dipol und vertikalen Speiseleitungen zur Erzeugung rein horizontal polarisierter elektrischer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dipolantenne mehr als ein Achtel Wellenlänge, und zwar zwischen ein Achtel und fünf Achtel Wellenlänge über der Erde liegt.
2. 2. Kurzwellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Speiseleitungen dienenden vertikalen Antennenteile so angeordnet sind, daß ihre Ausstrahlungen sich aufheben.
3. 3. Antenne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dipol aus zwei waagerechten Drähten oder Netzen besteht, die an die beiden Pole einer Hochfrequenzmaschine angeschlossen sind.
4. 4. Antenne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Dipolteile die Länge von ungefähr ein Viertel Wellenlänge haben.
5. 5. Antenne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne durch zwei rechteckige, waagerechte Netze gebildet wird, die mit den beiden Polen einer Hochfrequenzmaschine verbunden sind.
6. 6. Antenne nach Anspruch 1 bis £, gekennzeichnet durch die Anordnung eines zur Antenne parallelen, auf der Erdoberfläche angeordneten Reflektors, der gegebenenfalls abgestimmt sein kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen