DE618913C - Einseitig gerichtete Antenne - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß eine Anzahl von hintereinander angeordneten Antennen einseitig strahlt, wenn die Antennen eine fortschreitende Wellenverteiiung in bezug aufeinander aufweisen. . Es ist aber schwierig, dies auf praktische Weise zustande zu bringen·. Eine bekannte Antennentype dieser Art ist die sogenannte Fischgrätantenne, bei welcher eine Speiseleitung, die am Ende durch.· ihren WeI-1 en wider stand abgeschlossen ist, in regelmäßigen Abständen mit Dipolen (Doublets) versehen ist, welche durch kleine Kondensatoren mit der Speiseleitung gekoppelt sind. Diese Kondensatoren müssen klein sein, um zu verhindern, daß an den Anschlußpunkten Reflexionen auftreten, durch, welche der fortschreitende Charakter der Speiseleitung verlorengehen würde. Das Strahlungsvermögen ist dadurch gering, während der benötigte Abschlußwiderstand bewirkt, daß diese Antenne für das Senden praktisch ungeeignet ist. Nach der Erfindung kann man eine gut ausgeprägte Richtwirkung, und zwar einseitige Richtwirkung mittels Antenne erzielen, die aus zwei oder mehreren in der Strahlungsricbtung verlaufenden und induktionsfrei zueinander angeordneten Speiseleitungen besteht, wobei auf .der einen Speiseleitung in Abständen von einer halben Welle direkt '(ohne Zwischenschaltung· von Anpassungselenienten) Dipole angeordnet sind, während die zweite in ähnlicher Weise mit Dipolen versehene Speiseleitung derart angeordnet ist, daß ihre Dipole mitten zwischen die Dipole der ersten. Speiseleitung fallen und daß sie gegenüber der ersten Speiseleitung eine zeitliche Phasenverschiebung des Stromes um 90⁰ besitzt. Es ist bereits bekannt, zwei räumlich parallele Systeme von aufeinanderfolgenden Dipolen, welche gegeneinander um A/4 versetzt sind und von zwei verschiedenen Speiseleitungen gespeist werden, zur Erzielung einer einseitigen Wirkung zu verwenden. Es ist aber nicht dafür Sorge getragen, daß die Speiseleitungen in bezug aufeinander induktionsfrei sind. Ist dies aber nicht geschehen, so wird durch Aufeinanderwirkung der beiden Systeme eine gegenseitige Kopplung verursacht, die das nötige Phasenverhältnis zwischen ihnen beeinträchtigt.

In den meisten Fällen wird die Einfachkonstruktion genügend sein, da eine derartige Antenne mit einer der fortschreitenden Welle entsprechenden Phasenverteilung allseitig bündelt.

Will man Raum sparen, dann nimmt man Viertelwellendipole; will man die Richtwirkung der Teilantennen erhöhen, dann kann man Halbwellendipole verwenden. Die Dipole können naturgemäß in allen Richtungen verlaufen, das praktischste ist horizontal oder vertikal.

Man kann auch, falls gewünscht, die Dipole so anordnen, daß sie nicht alle parallel zueinander verlaufen; bei Anordnung in verschie- 65 denen Richtungen ergeben sich Strahlungs-

drehfelder. Man kann ζ. B. die Dipole so atiordnen, daß sie schraubenförmig verlaufen. Durch Anordnung von mehreren Speiseleitungen kann man in dieser Hinsicht die verschiedensten Kombinationen zustande bringen.

Ein Vorteil dieser Antennen besteht darin, daß sie nicht sehr hoch zu sein brauchen, um dennoch eine vertikale Bündelung zu erreichen; ihr radialer Verlauf zur Station gibt die Möglichkeit, mehrere Antennen von einem einzigen Sende- oder Empfangsraum ausgehen zu lassen. Da die Antenne gemäß der Erfindung keinen Abschluß benötigt, ist sie sowohl zum Senden als auch zum Empfangen geeignet.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Strahlungsrichtung durch Umschaltung umzukehren. Wenn die Phasenverhältnisse umso gekehrt werden, läuft die Welle in entgegengesetzter Richtung. . .

.Wenn nur zwei Speiseleitungen vorhanden sind, von denen die eine in bezug auf die andere eine Phasenverschiebung von 90⁰ aufweist, dann ist es besonders einfach, eine Umschaltung durch Kreuzen der einen dieser Speiseleitungen zustande zu bringen, wodurch alle Phasen, die auf der Speiseleitung erzeugt werden, um i8o° verschoben werden. Im übrigen können für die Umschaltung verschiedene Konstruktionen erdacht werden, die dem betreffenden Zweck entsprechen. Daß dies der Fall ist, wird dann klar, wenn man beachtet, daß bei der Antenne der vorliegenden Erfindung, bei der zwei Speiseleitungen mit Dipolen vorhanden sind, diese beiden zueinander in demselben Verhältnis stehen wie eine gleichphasige Beamantenne mit ihrer Reflektorantenne.

Alle .bekannten Konstruktionen, die dabei verwendet werden, um dem Reflektor eine Phasenverschiebung von 90⁰ zu geben, können auch hier benutzt werden.

Eine besonders einfache Einrichtung gemaß der vorliegenden Erfindung entsteht, wenn man . von ■ einer der beiden Speiseleitungen, an welche die Dipole angeschlossen sind, das Phasenverhältnis von 90⁰ durch Induktion aus der anderen Speiseleitung zustände bringt, wobei die Phase durch Verstimmung geregelt wird.

Dabei ist es möglich, die Strahlungsrichtung durch Änderung der Abstimmung zu verändern.

Man kann auch die .90°-Phasenverschiebung durch geeignete Dimensionierung des Mittels zur Speisung wie zur Abstimmung erreichen.

In der Abbildung ist am Anfang ein Beispiel für die Ausführung einer besonders praktischen Form der Erfindung gegeben.

dd ist die eine Speiseleitung, ee ist die andere Speiseleitung. An die Speiseleitung dd sind die Halbwellendipole α angeschlossen, und zwar in Abständen von einer halben Wellenlänge. Durch die Kurve c wird angegeben, daß hier Halbwellendipdle gemeint sind.

An die Speiseleitung ee, die in bezug auf die andere Speiseleitung induktionsfrei an- 7" geordnet ist, sind die Dipole b angeschlossen. Mittels Kreuzisolatoren ist die Vierdrahtspeiseleitung z. B. einfach auszuführen. Dadurch, daß die Dipole gespannt werden, entsteht in der Vierdrahtleitung von Dipol zu Dipol eine Torsion in dem Sinne, daß der Torsion, die in dem einen Fach entsteht, die Torsion in. dem nachfolgenden Fach entgegenwirkt.

Der Abstand von einem α-Dipol zu einem &-Dipol beträgt eine Viertelwellenlänge, so daß räumlich ein Phäsenverhältnis von 90⁰ \^rorhanden ist.

Dem Speisestrom in der Speiseleitung ee wird eine solche Phase gegeben, daß eine Phasenverschiebung von 90⁰ auch zeitlich zwischen den Dipolen α und b vorhanden ist. Die Dipole & sind in der Abbildung gestrichelt angegeben.

Man sieht, daß hier die Phasenverteilung einer fortschreitenden Welle besteht. Man beachte, daß diese fortschreitende Wellenverteilung erreicht wird, während in den beiden Speiseleitungen stehende Wellen, vorhanden sind, so daß .bei keiner der beiden Speiseleitungen ein Abschluß nötig ist. Das Fortichreitende bildet sieh durch Phasenverhältnisse aus dem Stehenden, so wie es z. B. bei einer wandernden Leuehtreklameschrift der Fall ist. "

Man kann sich die Sache auch folgendermaßen vorstellen: a cos (cot—/?x) =

a cos co t cos β χ + a sin ω t sin β χ. Offenbar wird das zweite Glied durch zwei stehende Wellen gebildet, die zeitlich und räumlieh um 90⁰ verschieden sind.

Man kann sich auch vorstellen, daß die Speiseleitung dd mit den Dipolen α einen An-. tennenkomplex: bildet, während die Speiseleitung ee mit den Dipolen b den Reflektor no bildet.

Man kann die Speiseleitungen entweder an einem Ende oder in der Mitte speisen. Je mehr Wellenlängen die Antenne lang ist und je mehr Dipole also vorhanden sind, um so größer wird die Riehtwirkung.

Es wird Gebrauch gemacht von der mathematisch zu beweisenden Eigenschaft, daß Antennen, die an eine Speiseleitung in Abständen von einer halben Wellenlänge angeschlossen sind, Phasenunterschiede von i8o° zeigen, wobei, wenn die Speiseleitung keine

Dämpfung besitzt, der letzte Dipol ebensoviel Strom erhält wie der erste. Innere Rückstrahlungen haben auf dieses Resultat keinen Einfluß.

Ebenso wie bei einer elektrischen Kraftzentrale ein dicht in der Nähe befindlicher Anschluß eine ebenso hohe Spannung erhält wie ein weit entfernt liegender Anschluß, wenn die Speiseleitungen keine Dämpfungen

ίο besitzen, verhält es sich auch mit einer dämpfungslosen Speiseleitung, die wellenförmig Antennen speist. Jedoch müssen dann die Antennen in gegenseitigen Abständen von einer halben Wellenlänge angeschlossen sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einseitig gerichtete Antenne, bestehend aus zwei oder mehreren in der Strahlungsrichtung verlaufenden und induktionsfrei zueinander angeordneten Speiseleitungen, wobei auf der einen Speiseleitung (z. B. dd) in Abständen von einer halben Wellenlänge direkt (ohne Zwischenschaltung von Anpassungselementen) Dipole (a) angeordnet sind, während die zweite in ähnlicher Weise mit Dipolen (bb) versehene Speiseleitung (ee) derart angeordnet ist, daß ihre Dipole mitten zwischen die Dipole der ersten Speiseleitung fallen und daß sie gegenüber der ersten Speiseleitung eine zeitliche Phasenverschiebung des Stromes um 90⁰ besitzt.
2. 2. Antenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paare der Speiseleitungen (ee und UdJ in Vierdrahtanordnung, auf Kreuzisolatoren so befestigt sind, daß sie in bezug aufeinander induktionsfrei sind.
3. 3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der Vierkantanordnung Kreuzisolatoren verwendet werden und die Dipole derart gespannt werden, daß in der Vierdrahtleitung von Dipol zu Dipol Torsion entsteht, in dem Sinne, daß der Torsion, die in dem einen Fach entsteht, die Torsion in dem nachfolgenden Fach entgegenwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen