DE603446C - Wellenantenne - Google Patents

Description

Es sind Richtantennen bekannt, bestehend aus zwei verhältnismäßig dicht nebeneinanderliegenden Speiseleitungen, die in der Richtung der gewünschten Übertragung liegen, und aus mehreren Antennenleitern (Strahlern), die quer zu den Speiseleitern und außerhalb derselben liegen und mit ihnen durch verhältnismäßig hohe Impedanzen lose gekoppelt sind. Die Richtwirkung solcher Antennen soll durch die

to vorliegende Erfindung verbessert werden, und zwar sind die Antennen mit einer Anzahl angekoppelter Strahler versehen, die in die gewünschte Richtung geneigt sind.

Wie bekannt, bildet ein einziges Paar solcher unter einem Winkel, der kleiner ist als 180 °, divergierender Strahler eine Antenne, die selbst in der Divergenzrichtung etwas richtend ist. Infolgedessen erhöht sich die Richteigenschaft eines solchen Antennensystems, und zwar ist sie ungefähr gleich dem Produkt der Richtwirkung des Systems bei Verwendung nichtgerichteter Antennen und aus der Richtwirkung der Einzelantennen.
Damit die Antennen sich alle gegenseitig unterstützen, müssen sie mit einer Phasenverschiebung arbeiten gleich der Phasenverschiebung der Signalwelle im Raum über eine Entfernung, die gleich dem Abstand zwischen den Kopplungspunkten der Antenne an die Speiseleitungen ist. Ferner muß die Energie längs der divergierenden Strahler mit einer solchen Ge schwindigkeit übertragen werden, daß die äquivalente Geschwindigkeit in der Übertragungsrichtung, d. h. die Kosinuskomponente, gleich der Geschwindigkeit der Raumwelle ist. Wenn der Divergenzwinkel der Strahler sehr klein ist, dann ist der Kosinus nahezu gleich i, und es kann angenommen werden, daß die übliche Geschwindigkeit längs der Leiter genügend groß ist. Wenn dagegen der Divergenzwinkel sehr groß ist, muß die Geschwindigkeit längs der Leiter beträchtlich vergrößert werden, wozu erfindungsgemäß Kondensatoren in die Strahler eingeschaltet werden.

Angenommen, die Antennen arbeiten in der richtigen Phasendifferenz und es werde längs der Strahler die richtige Geschwindigkeit erhalten, so ist es noch notwendig, dafür zu sorgen, daß die Energie in den Speiseleitungen nahezu mit der Geschwindigkeit der Raumwelle fließt. Die Geschwindigkeit, die normalerweise in zwei Speiseleitungen besteht, ist, wenn keine Belastung vorhanden ist, genügend, verringert sich aber beträchtlich, wenn die Speiseleitungen mit den Antennen belastet werden. Um diese Wirkung zu vermeiden, werden die Antennen mit den Speiseleitungen durch hohe Impedanzen gekoppelt, wodurch die Kopplung genügend lose gemacht wird, so daß die Geschwindigkeit

der Energieübertragung in den Speiseleitungen nicht wesentlich verringert wird.

Zwecks Erzielung einer einseitigen Richtwirkung müssen Energiereflektionen in den Antennen- oder Speiseleitungen vermieden werden. Bei einer Empfangsantenne wirkt eine von hinten ankommende Energie bei Reflektion wie eine Energie, die von vorn ankommt. Um solche Reflektionen zu vermeiden, sind die

to Enden der Speiseleitung über Widerstände geschlossen.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in drei Figuren dargestellt.

Fig. ι und 2 zeigen zwei verschiedene Antennen mit verschiedenen Divergenzwinkeln der Strahler.

Fig. 3 ist ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Fig. 2.
Die Antenne gemäß Fig. 1 besteht aus zwei nahe beieinander liegenden Speiseleitern 2, die mit dem Empfänger 4 durch eine Sendeleitung 6 verbunden und an dem anderen Ende durch einen Wellenwiderstand 8 geschlossen sind. An die Speiseleitungen sind Strahler 10 und 12

angekoppelt, die in der Richtung der Übertragung divergieren und am Ende durch Impedanzen 14 geschlossen sind. Diese Impedanzen sind besonders dann vorteilhaft, wenn nur wenige Strahler verwendet werden, und können bei Verwendung vieler Strahler fortfallen.

Die Strahler sind mit den Speiseleitungen 2 über Impedanzen von hoher Größe, z. B. Kondensatoren, angekoppelt. Der Zweck dieser Impedanzen ist die Erzielung einer losen Kopplung, denn es hat sich ergeben, daß die Belastung der Strahler an die Speiseleitungen nicht sehr die Geschwindigkeit der Energieübertragung in diesem letzteren verringert, so daß die Phasenverschiebung zwischen den Energien an den Strahlern, die gleich der Phasenverschiebung der Raumwelle ist, gleich der der Energie gehalten wird, die in den Speiseleitungen

- fortschreitet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 divergieren die Strahler noch viel mehr. Um die Geschwindigkeit der Energie in ihnen zu vergrößern, enthalten sie Kondensatoren 20, deren Wesen man aus der Fig. 3 erkennt. Wenn hier die Dimension A, C gleich der Geschwindigkeit der Raumwelle ist, ist die Geschwindigkeit A, B längs der Strahler größer zu machen im Verhältnis zu der Sekante des Divergenzwinkels, denn die parallel zu den Speiseleitungen fortschreitende Raumwelle schneidet die Strahler wegen ihrer Neigung in einem schnelleren Maße. Die Einschaltung der Kondensatoren vergrößert die Geschwindigkeit in den Strahlern und hält' so die gewünschte ursprüngliche Phasenverschiebung zurück, bis diese Energien die Speiseleitungen erreichen.

An den offenen Enden der Strahler kann man wieder Wellenwiderstände 14 anordnen, jedoch sind sie bei dem engen Abstand der Strahler nicht erforderlich.

Die Polarisationsebene dieser Antenne entspricht der Ebene der Antenne.

Wenn die Antenne zum Senden gebraucht wird, können in den Wellenimpedanzen 8 und 14 beträchtliche Verluste entstehen; diese können dadurch beseitigt werden, daß durch geeignete Dämpfung der Sendeenergie Reflektion verhindert wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wellenantenne, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Stellen einer in Richtung des gewünschten drahtlosen Verkehrs verlaufenden Speiseleitung (2) gegeneinander divergierende, d. h. einen Winkel, der kleiner als 180° ist, bildende Strahlerpaare (io, 12) angekoppelt sind.

2. Wellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die divergierenden Strahlerelemente an ihren Enden über geeignet bemessene Wellenwiderstände (14) geerdet sind.

3. Wellenantenne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in. die strahlenden Abschnitte der Seitenstrahler Kondensatoren eingeschaltet sind.

4. Wellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Speiseleitung (2) über geeignet bemessene Wellenwiderstände miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen