DE579999C - Antennenanordnung mit bevorzugter Bodenstrahlung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 3. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 579999 KLASSE 21a* GRUPPE 46oi

C. Lorenz Akt.-Ges. in Berlin-Tempelhof *) Antennenanordnung mit bevorzugter Bodenstrahlung

Patentiert im. Deutschen Reiche vom 1. April 1931 ab

• Antennen für längere Wellen, insbesondere für Rundfunkwellen, haben den Nachteil, daß nur ein sehr geringer Teil der Energie an den Empfangsort gelangt. Ein großer Teil der Strahlungsenergie geht verloren, sobald der Winkel, den diese Energiestrahlen mit der Horizontalen bilden, einen bestimmten Wert überschreitet oder aber die an der Heavisideschicht reflektierten Strahlen durch Interferenzerscheinungen die Empfängsfeldstärke am Empfangsorte stören. Auf jeden Fall ist es wünschenswert, die Strahlungsenergie nach der Horizontalen hin zu konzentrieren, ohne daß die Abmessungen größere Dimensionen annehmen.

Aus der Kurzwellentechnik sind Anordnungen bekannt, bei denen durch Kombinationen, deren Größe eine halbe Wellenlänge überschreitet, eine Energiekonzentration er-

ao reicht wird. So hat man z. B. eine Vertikalantenne in mehrere übereinander angeord- - nete Abschnitte zergliedert, wobei die Länge dieser einzelnen Abschnitte elektrisch gleich einer halben Wellenlänge gemacht wurde. Die Gesamtausdehnung eines solchen Antennensystems beträgt daher ein Mehrfaches einer halben Wellenlänge. Die einzelnen Abschnitte schwingen dabei gleichphasig und in gleicher Polarisation.

Erfindungsgemäß soll nun eine Energiekonzentration unter Verwendung von Antennendimensionen, wie sie für Rundfunkwellen gebräuchlich sind, erreicht werden. Zu diesem Zwecke \verden, wie für die Kurzwellenanordnungen bereits bekannt, mehrere* übereinander angeordnete Teilantennen mit im wesentlichen gleicher Polarisation benutzt in der Weise, daß die Ausdehnung der ganzen Antenne in Höhe und Breite eine halbe Wellenlänge nicht überschreitet. Bei Verwendung von zwei Teilantennen wird daher die einzelne Länge jeder Antenne kleiner als eine viertel Wellenlänge, während bei den vorbekannten Anordnungen mit erheblich größeren Abmessungen, nämlich mit Längen einer halben Welle, gearbeitet wurde. Nehmen wir bei vertikaler Polarisation leitenden Erdboden an, so ergibt sich für eine Anordnung aus zwei Teilantennen bei einer Gesamthöhe von einer viertel Wellenlänge über Erde und einem Abstand der Schwerpunkte der Teilantennen von einer achtel Wellenlänge (Anordnung Fig. 1) eine günstige Konzentration zur Horizontalen, wenn die Phasen der Teilströme um i8o° gegeneinander versetzt sind und die Amplitude des oberen Teilstroms i_o größer ist als die des unteren /„. Aus den Vertikalstrahlungsdiagrammen in Fig. 3 bis 6 ist der Einfluß

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Heinrich Peters in Rheydt,· RhId.

der Amplitudenverschiedenheit zu ersehen Insbesondere für den Fall, daß i_u == 0,75 — 0,5 i₀ ist, ist eine wesentlich stärkere Konzentration der Strahlung zur Horizontalen festzustellen als beispielsweise bei einer Antenne, die eine viertel Wellenlänge lang ist und deren Strombauch an Erde Hegt (Fig. 2). An Stelle von Amplitudenverschiedenheit kann durchweine Längenverschiedenheit der gleiche Effekt erzielt werden. Man kann allgemein sowohl die Länge als auch die Ströme der Teilantennen verschieden wählen. Maßgebend ist das Produkt aus Länge und Strommittelwert, die Meteramperezahl der Teilantennen.

Bei horizontaler Polarisation (Fig. 7) ist unter Annahme eines leitenden Erdbodens ebenfalls eine geringe Konzentration zur Horizontalen festzustellen, wenn die Ströme to gegenphasig sind (Fig. 8 b). Die Änderung gegenüber einer Horizontalantenne od.er zwei gleichphasig erregten Teilantennen (Fig. 8 a) ist allerdings nur gering. Eine wesentliche Konzentration erreicht man erst durch ein »5 günstiges Amplituden verhältnis der Teilströme (Fig. 9). Es muß im Gegensatz zu der vertikalen Antennenanordnung die Amplitude des unteren Teilstroms wesentlich größer gemacht werden als die des oberen.

Bei nicht absolut leitendem Erdboden ist die Form des Strahlungsdiagramms anders, vor allem von der Leitfähigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des Erdbodens abhängig. Man muß hier die günstigste Phase zwisehen beiden Antennen durch das Experiment feststellen. Durch Variation von Abstimmund Kopplungselementen und anderen Mitteln, wie sie in der Hochfrequenztechnik zur Phasendrehung verwandt werden und bekannt sind, kann man erreichen, daß die Phase zwischen den Teilantennenströmen jeden beliebir gen Wert annimmt.

Claims (7)

1. - Patentansprüche:

   ι. Antennenanordnung mit bevorzugter Bodenstrahlung, insbesondere für Rundfunkzwecke, unter Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Teilantennen mit im wesentlichen gleicher Polarisation, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der ganzen Antenne in Höhe und Breite eine halbe Wellenlänge nicht überschreitet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe über Erde kleiner als eine halbe Wellenlänge ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abstimm- und Kopplungsglieder Phase und Amplitude der Ströme in den Teilantennen veränderbar sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Teilantennen über Doppelleitungen in ihren Schwerpunkten erfolgt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bfs 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung aus zwei Teilantennen besteht und die Phasen der Teilantennen- 7» ströme um i8o° gegeneinander verdreht sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorwiegend vertikaler Polarisation der Teilantennen das Produkt aus Antennenlänge und mittlerem Strom bei der unteren Antenne kleiner ist als bei der oberen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorwiegend horizontaler Polarisation der Teilantennen das Produkt aus Antennenlänge und mittlerem Strom bei der oberen Antenne kleiner ist als bei der unteren.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen