DE564801C - Antennensystem - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 23. NOVEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 564801 KLASSE 21a* GRUPPE

Antennensystem

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Dezember 1930 ab

Bekanntlich eilt der Strom in einem mit einem Wechselstromkreis gekoppelten Kreise, der auf eine von der Frequenz des erregenden Kreises etwas verschiedene Frequenz abgestimmt ist, gegenüber dem erregenden Strom um einen Betrag in der Phase voraus oder nach, dessen Größe durch den Grad der Verstimmung beider Kreise gegeneinander bestimmt ist. Koppelt man z. B. mit einem erregenden Hochfrequenzkreis zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Antennen, so besteht zwischen den in beiden Antennen induzierten Strömen eine Phasendifferenz. Diese Erscheinung hat man bereits zum Senden und Empfang zirkulär bzw. elliptisch polarisierter Wellen benutzt, indem man senkrecht zueinander angeordnete, gegeneinander verstimmte Antennenelemente angewendet hat, die mit einer gemeinschaftlichen Energieübertragerleitung gekoppelt sind. Zweckmäßigerweise liegt dabei die Betriebsfrequenz zwischen den Resonanzfrequenzen der Antennenelemente und ist beispielsweise ihr arithmetisches Mittel.

Die Erfindung beschreibt ein Kurzwellenrundstrahlsystem, das aus horizontal orientierten, gekreuzten, gegeneinander verstimmten Antennenelementen besteht, die mit einem gemeinschaftlichen Energieübertragerkreis gekoppelt und paarweise miteinander verbun- 3« den sind.

Die Anordnung besitzt besondere Einfachheit, da die Abstimmorgane oder/und die Zuleitungen der beiden Strahlsysteme gemeinsam sind und die erforderlichen Unterschiede ^3S der Abstimmung lediglich dadurch erreicht werden können, daß die Systeme selbst einen kleinen Unterschied gegeneinander aufweisen, ζ. B. einen Unterschied der Länge oder der Drahtstärke oder einen Unterschied der Isolatorenkapazitäten usw.

Abb. ι zeigt einen Plan dieser Anordnung, die aus zwei Antennen 41 und 42 besteht, die senkrecht zueinander angeordnet sind und deren Ströme einen Phasenunterschied von ungefähr 90 ° aufweisen. In dem sehr weit von den Sendeantennen 41 und 42 entfernten Punkt 43 berechnet sich die elektrische Feldstärke -E₁ der Antenne 41 unter Vernachlässigung des Einflusses des Erdbodens nach einer bekannten Formel zu

E₁ = cos zi't · cos φ · Konstanz,

wo die Konstante eine Funktion der Meteramperezahl der Antenne 41 und der Entfernung 41/43 ist. Desgleichen gilt für die FeId-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Otto Böhm und Or. Hans Otto Roosenstein in Berlin.

stärke E₂, die im Punkte 43 von der Antenne 42 erzeugt wird,

Ea = sin wt · sin φ · Konstanz.

Durch Addition dieser beiden gleichgerichteten Feldstärken wird die gesamte Feldstärke E in dem Punkt 43 erhalten:

E = cos (zvt — φ) · Konstanz.

Diese Gleichung besagt, daß die Amplitude der Strahlung nach allen Richtungen hin gleich stark ist und die Anordnung sich infolgedessen als Rundstrahlantenne eignet. Wenn die beiden Antennen 41 und 42 nicht klein sind gegenüber der Halbwelle, so ist die Ableitung der obigen Formeln nicht mehr exakt. Die sich ergebenden Unterschiede sind aber so gering, daß sie sich in der Praxis nicht bemerkbar machen. Wenn beabsichtigt zo ist, mit dieser Anordnung auszustrahlen bzw. zu empfangen mit einem anderen als kreisförmigen Richtungsdiagramm, so ist es zweckmäßig, die Antennen nicht genau unter einem Winkel von 90 ° aufzustellen oder/und den Stromstärken in den beiden Antennen einen solchen Größen- oder Phasenunterschied zu geben, daß die gewünschte Richtung bevorzugt wird.

Um die Strahlung- im wesentlichen auf die horizontale Ebene zu beschränken, sind die bekannten Anordnungen, die bei einfachen Antennen verwendet werden, zu gebrauchen. So zeigt z. B. Abb. 2 eine Anordnung aus mehreren horizontalen Antennenkreuzen, wie . 35 sie oben beschrieben wurden, die unter Zwischenschaltung von Leitungen mit den elektrischen Längen^ miteinander verbunden sind. Die Antennenkreuze sind abwechselnd direkt und über Kreuz mit der Leitung verbunden, damit die Ströme in den gleichgerichteten Dipolen gleichphasig werden und eine horizontal gebündelte Strahlung erzielt wird.

Diese Anordnung für die Rundstrahlung bzw. den Rundempfang weist keine ziemlich 4-5 starke Vertikalstrahlung auf, die für die Aussendung nutzlos ist und für den Empfang nur eine erhöhte Möglichkeit der Aufnahme von Luftstörungen bedeutet. Zum gleichen Zweck ist es möglich, mehrere Antennenkreuze in einer horizontalen Ebene anzuordnen und die Stromphasen in den parallellaufenden Antennen so zu wählen, daß die Ausstrahlung in der vertikalen Richtung Null ist.

Eine einfache Anordnung für nur vier Antennenkreuze ist in Abb. 3 dargestellt. Wie die Pfeile in den einzelnen Dipolen andeuten, ist die Stromstärke in jedem Paar gleichgerichteter Antennen gegenphasig, was durch die abgebildete Schaltung der Speiseleitung erreicht wird. Weil die Entfernung der Mittelpunkte benachbarter Antennenkreuze gleich einer halben Wellenlänge ist, wird die Strahlung in der Antennenebene gleich der Summe der Strahlung der einzelnen Antennen. Ist dagegen die Entfernung der Mittelpunkte benachbarter Antennenkreuze nicht genau der halben Wellenlänge oder haben die gleichgerichteten Dipole dieser Antennenkreuze nicht genau die vorher erwähnte Gegenphasigkeit, so bekommt die Anordnung· ein. mehr oder weniger einseitig gerichtetes Strahlungsdiagramm, das öfter mit Vorteil angewendet werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Antennensystem, bestehend aus horizontal orientierten, gekreuzten, gegeneinander verstimmten Antennenelementen.

2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere horizontal orientierte, gekreuzte und gegeneinander verstimmte Dipolpaare an eine Doppelleitung angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen