DE599443C

DE599443C - Broadcasting system, consisting of a vertical antenna, the height of which is less than or at most equal to half a wave length

Info

Publication number: DE599443C
Application number: DE1930599443D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Boehm
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1930-04-23
Filing date: 1930-04-23
Publication date: 1934-07-03
Also published as: FR708936A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 3. JULI 1934ISSUED ON JULY 3, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 599443 KLASSE 21a⁴ GRUPPE 46 osJVi 599443 CLASS 21a ⁴ GROUP 46 os

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. April 1930 abPatented in the German Empire on April 23, 1930

Eine der störendsten Erscheinungen beim Rundfunkempfang sind die Schwunderscheinungen, die je nach der Wellenlänge und der Absorption durch, den Boden bei Empfängern beobachtet werden, die in Abständen von 50 bis 150 km vom Sender entfernt Hegen. Verursacht wird diese Erscheinung durch Interferenz der Bodenstrahlung und der Raumstrahlung, die in höheren atmosphärischen Schichten gebrochen oder reflektiert wird und zur Erde zurückkehrt. Erfahrungsgemäß verursacht besonders die Strahlung, die von der Antenne unter einem Elevationswinkel von etwa 6o° ausgeht, Schwunderscheinungen in verhältnismäßig nahe gelegenen Empfängern. Eine Vergrößerung des Bereiches mit schwundfreiem Empfang ist daher nur möglich, wenn das Verhältnis Bodenstrahlung zu Raumstrahlung allgemein verbessert wird und insbesondere die Raumstrahlung unter etwa 6o° Elevationswinkel klein gemacht wird. Das läßt sich bekanntlich durch sehr hohe Antennen erreichen. Doch ist dazu eine vertikale Drahtlänge von mindestens einer Halbwelle erforderlich. Eine solche Antenne bedingt aber sehr teure Masten.One of the most annoying phenomena in radio reception are the fading phenomena, which, depending on the wavelength and the absorption through, the soil at receivers can be observed at intervals of 50 to 150 km from the transmitter. This phenomenon is caused by interference of the ground radiation and the room radiation, which is refracted or reflected in higher atmospheric layers and returns to earth. Experience has shown that it is caused especially the radiation emitted by the antenna at an elevation angle of goes out about 60 °, signs of loss in relatively close receivers. An enlargement of the area with fading-free reception is therefore only possible if the ratio of ground radiation to space radiation is generally improved, and in particular the spatial radiation is made small at an elevation angle of about 60 °. As is well known, this can be achieved with very high antennas reach. But this requires a vertical wire length of at least one half-wave. Such an antenna requires very expensive masts.

Erfindungsgemäß werden die gleichen Vorteile mit erheblich geringeren Antennenhöhen erreicht. Außerdem gestattet die Erfindung, die Raumstrahlung unter bestimmten EIevationswinkeln ganz zu unterdrücken. Die Erfindung besteht darin, daß die Stromverteilung auf der Antenne derartig gemacht wird, daß stets ein Stromknoten in der unteren Hälfte der Antenne liegt. Hergestellt wird diese Stromverteilung in an sich bekannter Weise durch Spulen am Fußpunkt der Antenne und Kapazitätsflächen an der Spitze.According to the invention, the same advantages are achieved with considerably lower antenna heights achieved. In addition, the invention allows the space radiation at certain angles of elevation to suppress completely. The invention consists in that the current distribution on the antenna is made in such a way that that there is always a power node in the lower half of the antenna. Will be produced this current distribution in a manner known per se by coils at the base of the antenna and capacity areas at the top.

Wie stark sich bei gleichbleibender Antennenhöhe die Raumstrahlung verändern läßt, ist an zwei Beispielen in den Abb. 1 und 2 dargestellt.How much the room radiation can be changed with the same antenna height, is shown in two examples in Figs.

Abb. la zeigt eine Antenne, deren vertikale Höhe 14 Wellenlänge ist. Die Antenne besitzt an ihren Enden keine besonderen Verlängerungsmittel und wird durch die Transformatorspule T von der nicht gezeichneten Hochfrequenzenergiequelle in ihrer Eigenschwingung so erregt, daß sich am Fußpunkt der Strombauch, an der Spitze der Stromknoten befindet.Fig. La shows an antenna whose vertical height is 14 wavelength. The antenna has no special extension means at its ends and its natural oscillation is excited by the transformer coil T from the high-frequency energy source, not shown, so that the current belly is at the base and the current node is at the top.

Abb. ib zeigt eine Antenne gleicher Höhe, die gemäß der Erfindung so erregt wird, daß sich, ein Stromknoten auf dem strahlenden Abschnitt der Antenne in einer Höhe vom Erdbodens gleich I/3 Antennenlänge ausbildet; um eine derartige Erregung zu bewerkstelligen, finden geeignet dimensionierte Verlängerungsmittel Anwendung, und zwar an der Spitze die Kapazität C und am Fußpunkt, so-Fig. Ib shows an antenna of the same height, which is excited according to the invention so that, a current node on the radiating Section of the antenna at a height from the ground equal to I / 3 antenna length forms; appropriately sized extension means will be found to achieve such excitation Application, namely at the top the capacity C and at the base point, so-

*) Von dem Patentsucher ist. als der Erfinder angegeben worden:*) From the patent seeker. has been given as the inventor:

Dr. Otto Böhm in Berlin.Dr. Otto Boehm in Berlin.

fern nicht die Bemessung der Kopplungs;-spule eine entsprechende Stromverteilung gewährleistet, eine Verlängerungsspule V. if the dimensioning of the coupling coil does not guarantee a corresponding current distribution, an extension coil V.

In Abb. ic sind die Raumstrahldiagramme beider Antennen aufgetragen, und zwar als • Ordinate die Amplitude der Strahlung R, beispielsweise gemessen in Feldstärken, und als Abszisse der Elevationswinkel α, letzterer gegen die Horizontale gemessen. Die Strah-In Fig. Ic, the space ray diagrams of both antennas are plotted, namely as the ordinate the amplitude of the radiation R, for example measured in field strengths, and as the abscissa the elevation angle α, the latter measured against the horizontal. The jet

xo lung in der Horizontalen (d.h. α = ο) wird für beide Fälle gleich der ■ Einheit gesetzt. Man sieht, daß die in den Raum hinausgehende Strahlung für beide Antennen erheblich verschieden ist. Bei einer Antenne mit der Stromverteilung gemäß Abb. ib (ausgezogene Kurve) ist die in den Raum hinausgehende Strahlung· für alle Winkel geringer. Insbesondere bei dem kritischen Winkel von etwa 6o° gegen die Horizontale beträgt sie weniger als die Hälfte, verglichen mit der Strahlung einer nach Abb. ia erregten Antenne (gestrichelte Kurve).xo development in the horizontal (i.e. α = ο) is set equal to the ■ unit for both cases. It can be seen that the radiation going out into the room is considerable for both antennas is different. In the case of an antenna with the power distribution according to Fig Curve) the radiation going out into the room is lower for all angles. In particular at the critical angle of about 60 ° to the horizontal it is less than half, compared to the radiation from an antenna excited according to Fig (dashed curve).

In den Abb. 2a bis 2c sind in gleicher Weise zwei Antennen gegenübergestellt. Im Falle a befinden sich an der Spitze wie am. unteren Endpunkt des strahlenden Abschnittes der Antenne Stromknoten. Um eine solche Stromverteilung zu erzielen, kann eine geeignete Impedanz V am Antennenfußpunkt dienen. Im Falle b ist der Stromknoten um α = V₁₂ der Antennenlänge nach oben verschoben worden unter Verwendung geeigneter Impedanzen an den Enden der Antenne, deren vertikale Höhe 1/2 Wellenlänge beträgt, ähnlich wie in Abb. ib.In Figs. 2a to 2c two antennas are compared in the same way. In case a, there are current nodes at the top and at the lower end point of the radiating section of the antenna. A suitable impedance V at the antenna base can be used to achieve such a current distribution. In case b, the current node has been shifted upwards by α = V _{12 of} the antenna length using suitable impedances at the ends of the antenna, the vertical height of which is 1/2 wavelength, similar to Fig. Ib.

In Abb. ze sind die Raumcharakteristiken für beide Fälle dargestellt. Man sieht, daß die Feldstärke der Strahlung einer gemäß Abb. 2b erregten Antenne für den Elevationswinkel 6o° Null ist.Fig. Ze shows the room characteristics for both cases. It can be seen that the field strength of the radiation from an antenna excited according to FIG. 2b is zero for the elevation angle 60 °.

Grundsätzlich lassen sich natürlich mehrere Antennen der beschriebenen Art' übereinander anordnen, jedoch verbietet sich das in der Regel bei längeren Wellen aus wirtschaftlichen Gründen. Das Wesentliche der Erfindung bleibt immer, daß ein Stromknoten zwischen dem Fußpunkt und der Mitte jeder Einzelantenne liegt. Aus Analogiegründen ergeben sich die gleichen Vorteile, wenn die beschriebenen Antennen statt zum Senden zum Empfangen benutzt werden.In principle, of course, several antennas of the type described can be stacked on top of one another order, but this is usually not possible in the case of longer economic waves Establish. The essence of the invention always remains that a current node between the base and the middle of each Single antenna. For reasons of analogy, the same advantages result if the antennas described are used for receiving instead of transmitting.

Claims

Claim:

Broadcasting system, consisting of a vertical antenna, the height of which is lower or at most equal to half a wavelength, characterized in that known capacities at the Tip or coils provided at the foot of the antenna and these impedances are chosen so that the resulting Power distribution has a power node between the base and the center of the antenna.

1 sheet of drawings