DE588513C - Richtantenne - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Richtwirkung einer Antenne durch Anordnung einer Reihe von stabförmigen Strahlern zustande zu bringen, die entweder in ihrer Gesamtheit einen Strah-Iungsspiegel bilden oder in der Richtung der Strahlungsbündelachse aufgebaut zur Festlegung einer bestimmtenRichtwirkung dienen. Bei dieser letzteren Anordnung werden die Strahler in der Regel in ihrer Mitte an einem gemeinschaftlichen Träger befestigt, so daß sie ein einheitliches Gerüst bilden. Man pflegte bisher den gemeinschaftlichen Träger der stabförmigen Strahler aus Holz zu machen. Abweichend davon wird gemäß der vorliegenden Erfindung der gemeinschaftliche Träger der stabförmigen oder stabähnlichen Strahler, an dem sie etwa in ihrer Mitte (Spannungsknotenpunkte) befestigt sind, metallisch ausgeführt. Das ergibt eine einheitliche mechanisch feste Konstruktion, die nicht nur verschiedenen ungünstigen mechanischen Beanspruchungen, wie Stößen, Erschütterungen usw., gut gewachsen ist, sondern bei ungünstigsten klimatischen Verhältnissen auch im Außenraum eine großeLebensdauer behält. Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß, wenn der Träger und die Strahler als Röhren ausgebildet sind, eine Möglichkeit besteht, sie von innen zu heizen und dadurch die Bildung von Eis- und Reifkrusten, die sonst die Strahlungsverhältnisse beeinträchtigt, zu verhüten. Andererseits ist nicht zu befürchten, daß der metallische Träger die Phasen der Strahler durch Vorhandensein des metallischen Kontaktes zwischen ihnen ungünstig beeinflußt und dadurch die Richtwirkung beeinträchtigt; müssen nämlich die stabförmigen Strahler als Teile eines Reflektorspiegels wirken, so liegen gewöhnlich ihre Spannungsknotenpunkte in der Mitte, so daß eine metallische Verbindung zwischen diesen Stellen auf ihre Schwingungen keinen Einfluß hat; werden dagegen die stabförmigen Strahler vor dem Oszillator in der gewünschten Strahlungsrichtung angeordnet, so hat die metallische Verbindung ihrer Mitten wiederum keinen Einfluß auf die resultierende Strahlung, da hierbei die beiden Hälften jedes Strahlers durch die Metallverbindung symmetrisch erregt werden und daher diese Erregungen sich in ihrer Fernwirkung aufheben, so daß nur die nützliche direkte Wirkung zustande kommt, die durch Erregung der Strahler durch die Raumwellen bedingt ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung in fünf Figuren dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Reflektorkonstruktion, bestehend aus vier parabolischen, nebeneinander

angeordneten Reflektorantennen. Die Konstruktion enthält ein Tragrohr i, etwa aus hartem Kupfer, das parabolisch gekrümmt ist, wobei der Brennpunkt der Parabel der Länge der zu sendenden oder zu empfangenden Welle entspricht, also etwa ¹Z₄- Wellenlänge bzw. ³/₄- bzw. i¹/₄-Wellenlänge. An passenden Punkten des Rohres befinden sich Holzklötzen mit Rohren oder Stäben 3 aus Quarz oder Glas. In entsprechenden Abständen (etwa ^-Wellenlänge) sind in das parabolische Kupfer rohr Löcher gebohrt, in die . die Stäbe 4, aus denen sich die Antenne aufbaut, eingesetzt sind, so daß sie auf beiden Seiten des Rohres 1 rechtwinklig zur Ebene der Parabel überstehen. Zweckmäßig tragen die Stäbe an ihren Enden kleine (nicht gezeichnete) Metallrohre, durch deren Verschieben die genaue Einstellung der Länge der Stäbe erfolgen kann.

Die Fig. 1 enthält keine Sendeeinrichtung, die aber bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 a und 2 b dargestellt ist. Hier befinden sich die Sendeantennen 5 innerhalb und die Sender 6 außerhalb der parabolischen Reflektoren. Die Antennenkonstruktion als Ganzes wird durch ein Gestell 7 getragen.

Der Durchmesser der Haupttragröhre 1 soll im -Vergleich zur Länge der Antennenstäbe 4 klein sein, etwa 1 : 35.

Zweckmäßig wird die Konstruktion so ausgebildet, daß die Richtung des Reflektors leicht eingestellt werden kann.

Wie man aus den Fig. 2 a und 2 b erkennt, können mehrere Antennen nebeneinander angeordnet und von· einer Zahl gleichphasig ' erregter Sender gespeist werden, so daß ein starker Strahl ausgesendet wird.

Man kann auch die Antennenstäbe kürzer ausbilden und an ihren Enden mit kleinen Scheiben versehen, die als Kopplungskapazitäten dienen. In diesem Falle kann jeder Stab in einer geraden Linie mit einem entsprechenden Stab der anderen Antenne gemäß Fig. ι und 2 angeordnet werden, wobei die Kopplung dieser Stäbe durch die obenerwähnten Scheiben erfolgt. Diese kapazitive Kopplungsmöglichkeit ist bei der Konstruktion gemäß Fig. 2 durch die Scheiben 8 an den Stäben 5 angedeutet. Sie ergibt eine gleichmäßige Stromverteilung über die ganze Konstruktion und ermöglicht eine richtige gleichphasige Erregung.

Die parabolische Antennenkonstruktion gemaß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt eine horizontale polarisierte Welle; das Vertikal diagramm des resultierenden Strahles hängt von der öffnung der Parabel ab, während das Horizontal diagramm .(rechtwinklig zur Polarisationsrichtung) von der Zahl der Sendeantennen abhängt, die nebeneinander innerhalb der Reflektoren angeordnet sind. Auf diese Weise kann man durch Änderung der Zahl der Antennen und der Parabelöffnung praktisch jedes gewünschte Strahlerdiagramm in der waagerechten und senkrechten Ebene erreichen.

Vertikale Polarisation kann man dadurch erhalten, daß man die ganze Antennenkonstruktion um 90⁰ dreht. Vorzuziehen sind jedoch die dargestellten Anordnungen, die horizontale Polarisation ergeben, da es sich herausgestellt hat, daß bei solchen Anordnungen die parabolischen Reflektoren wirksame Erdschirme darstellen, so daß die Verluste klein gehalten und unerwünschte Reflektionen vermieden werden. Diese Faktoren sind von Bedeutung, wenn z.B. die Antenne auf Metalldächern errichtet werden soll. Für Mehrfachverkehr verwendet man zweckmäßig zwei An- 80 tennen, die so konstruiert sind, daß sie senkrecht zueinander polarisierte Wellen aussenden, wobei jedes System auf derselben Wellenlänge arbeitet, aber eine andere Nachricht aussendet. Für den Empfang dienen zwei in gleicher Weise senkrecht zueinander angeordnete Antennen. Diese Art des Mehrfachverkehrs auf einer Wellenlänge mittels senkrecht zueinander polarisierter Wellen kann man nicht nur durch die bisher beschriebenen Antennensysteme in die Praxis umsetzen, sondern auch durch die Kombination von zwei beliebigen Antennensystemen, die senkrecht zueinander polarisierte Wellen aussenden.

Erforderlichenfalls kann man dieAntennenkonstruktion gemäß Fig. 1 und 2 dadurch abändern, daß man einige der Reflektorstäbe 4 in der Mitte der Parabel wegläßt, um den Durchtritt von Zuleitungsstäben zu erleichtern, die zu einer im Brennpunkt angeordneten Dipolantenne gehören. Eine solche Anordnung, die sich besonders für Empfang eignet, zeigt Fig. 3. Hier sind einige Reflektorstäbe 4 in der Nähe der Zuführungsstäbe 9 von der Empfangsantenne S weggelassen. Diese Weglassung der Stäbe und damit eines Teiles des Rohres 1 vermeidet die Verluste, die sich sonst durch die Nähe der Teile 1 und 9 ergeben würden. Der eigentliche Empfänger 10 befindet sich in einem kupfernen Schirmgehäuse, das zweckmäßig so liegt, daß der Abstand zwischen der Reflektorparabel und der nächsten Gehäusewand etwa eine Viertelwellenlänge ist. Hierdurch wird ein Ausgleich für das Weglassen einiger Stäbe 4 geschaffen. Die Unterbrechung des Rohres 1 in Fig. 3 braucht natürlich nur elektrisch zu sein, und es kann das Rohr aus mechanischen Gründen durch Zwischenstücke aus Isolationsmaterial wieder geschlossen werden.

Senden und Empfangen kann hin und her durch .ein einziges Antennensystem bewirkt

werden; wo ein einzelner Sender und ein einzelner Empfänger verlangt wird, würde die kombinierte Reflektorkonstruktion aus zwei nebeneinanderliegenden Reflektoren bestehen. In ähnlicher Weise werden für einen doppelten Sender und einen einfachen Empfänger mindestens drei nebeneinanderliegende Reflektoren benötigt. Für bestes Senden wird jedoch zweckmäßig ein besonderer Reflektor ίο an jeder Seite einer Einheit angeordnet, in deren Brennpunkt die Sendeantenne liegt, so daß man für einen doppelten Sender zweck-. mäßig vier Reflektoren benötigt. Die Fig. 2 zeigt einen solchen doppelten Sender mit vier Reflektoren, wobei die Speiseantennen 5 in den ■ Brennpunkten der beiden inneren Reflektoren angeordnet sind.

Die optimale Länge der Reflektor stäbe 4 hängt von ihrem Abstand längs der Parabel ab, und zwar müssen sie um so langer sein, je dichter sie nebeneinanderliegen. Wenn ihre Abstände weniger als etwa ¹^o Wellenlänge sind, erreicht ihre optimale Länge etwa die Größe einer vollen Wellenlänge; in diesem Falle wird jeder Satz von Reflektorstäben, die nebeneinander etwa nach Art der Fig. 1 angeordnet sind, bestehend aus mehreren nebeneinanderliegenden Reflektoreinheiten, durch einen einzigen Stab gebildet, der rechtwinklig zur Röhre 1 durch diese Röhre hindurchgeht.

Zu beachten ist, daß bei dieser Konstruktion die Enden der stabähnlichen Strahler jedes Reflektors nicht frei im Raum sind, da nur die Enden der langen Qüerstäbe rechtwinklig zur Multireflektorko'nstruktion frei im Raum sind und jeder dieser Stäbe in seiner Wirkung eine Mehrzahl stabähnlicher Strahler bildet, nämlich soviel Strahler als Reflektoren sind, indem in jedem Reflektor ein stabä'hnlicher Strahler ist. Trotzdem ist die Konstruktion elektrisch etwa den anderen bisher beschriebenen Konstruktionen äquivalent.

Erforderlichenfalls können die Konstruktionen so ausgebildet sein, daß sie von Dampf, heißem Wasser u. dgl. durchströmt werden; naturgemäß können sie auch elektrisch beheizt werden.

go Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Erfindung für Rundfunkzwecke. Hier sind sechs nach verschiedenen Richtungen orientierte zusammengesetzte Antennen" gemäß der Erfindung um einen Mittelpunkt herum angeordnet. Zweckmäßig erhält jeder Reflektor seine eigene Speiseantenne nebst Sender, wobei alle Sender gleichphasig erregt werden. Für Peilzwecke wird man naturgemäß die Reflektoren cyclisch erregen und die verschiedenen Sender verschiedene Kennsignale (Buchstaben oder Ton) aussenden lassen.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Richtantenne, bestehend aus einer Anzahl stabähnlicher Strahler, die etwa in ihrer Mitte an einem Träger befestigt sind, insbesondere für Reflektor anordnung, • dadurch gekennzeichnet, daß der die Mitten der Stäbe verbindende Träger metallisch ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerstäbe (4) an einem parabolischen Rohr (1) befestigt sind, etwa indem sie durch Löcher dieses Rohres hindurchgelegt sind.

3. Antenne nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerstäbe in ihrer Länge verstellbar sind.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabähnlichen Strahler (4) an ihren Enden Scheiben (8) tragen.

5. Antennenkonstruktion nach Anspruch i, bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten Antennen, wobei die entsprechenden Stäbe (4) jeder Antenne in derselben geraden Linie angeordnet sind.

6. Abänderung der Antenne nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Satz der Strahler (4), die in derselben geraden Linie liegen, durch einen einzigen geraden Leiter gebildet wird, wobei der Abstand der Strahler in jeder Antenne klein gegenüber der Wellenlänge ist.

7. Antenne nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Kombination mit einer oder mehreren Sende- oder Empfangsantennen, die sich rechtwinklig zur Fokuslinie der Parabel erstrecken und durch den Brennpunkt hindurchgehen.

8. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer den im Brennpunkt angeordneten Antennen innerhalb der Parabel Sende- oder Empfangsgeräte angeordnet sind.

9. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- oder Empfangsgeräte außerhalb der Parabel angeordnet sind und mit den im Brennpunkt liegenden Antennen durch Zuführungslei- no tungen verbunden sind, die durch die Parabel hindurchgehen, wobei in der Nähe dieser Zufüfarungsleitungen die Leiter der parabolischen Antennenkonstruktion in Wegfall kommen.

10. Antenne nach Anspruch 1 und 2 für Rundfunk- oder Peilzwecke, bestehend aus einer Anzahl um einen Mittelpunkt herum angeordneter und nach außen gerichteter Antennen (Fig. 4), wobei diese Antennen für Rundfunkzwecke gleichphasig und für Peilzwecke cyclisch erregt werden.

ii. Antenne nach Anspruch ι bis io, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Konstruktionsteile zwecks Durchströmens von Dampf oder heißem Wasser hohl ausgebildet sind oder elektrisch beheizt werden können.

12. Antenne nach Anspruch ι bis ii für Diplexverkehr, bestehend aus zwei Antennensystemen, die auf derselben Wellenlänge arbeiten und so ausgebildet sind, daß sie zueinander rechtwinklig polarisierte Wellen senden bzw. empfangen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen