DE694673C

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Info

Publication number: DE694673C
Application number: DE1936T0046440
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Roehrich
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-02-16
Filing date: 1936-02-16
Publication date: 1940-08-06

Description

Richtantenne; bestdhend aus mehreren Dipolen In der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung beschrieben, um die bei aus mehreren Dipolen bestehenden Richtantennen auftretenden Strahlerzipfel unwirksam zumachen.Directional antenna; consisting of multiple dipoles in the present invention an arrangement is described for the directional antennas consisting of several dipoles Make the emitter tip ineffective.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die bei Richtantennen auftretenden Seitenstrahlen zu beseitigen, die z. B. beim Leitstrahl höchst unerwünscht sind, -da sie Nebenleitstrahlen hervorrufen. Von den Möglichkeiten, die bestehen, die Seitenstrahlungen zu unterdrücken, sei hier angeführt: Das Anbringen von Reflektoren im Fernfeld, die die Energie der Seitenstrahlungen in Richtungen werfen, die für das Strahlungsdiagramm ohne Bedeutung sind, oder die Anbringung von Richtstrahlern oder Hilfsreflektoren in der Antenne selbst, wobei diese Interferenznebenstrahlun,gen verhindern. Bekannt ist auch noch, daß es durch besondere, aber praktisch nicht leicht durchführbare Mittel gelingt, die Amplitude der Seitenzipfel zu schwächen: Trotzdem diese Verfahren erhebliche Eingriffe in die Antennenanordnung oder .aber einen großen Raurübedarf erfordern; müssen derartige Mittel zur Beseitigung der Seitenstrahlungen angewandt werden, da der Praxis bisher keine- einfacheren Lösungswege zur Verfügung. standen. Die .durch derartige Seitenstrahlungen gebildeten Nebenleitstrahlen in der horizontalen Ebene stellen einerseits eine große Gefahr bei der Führung von Fahrzeugen in der horizontalen Ebene dar, andererseits führten die bisher bekannten Methoden nur unter großem Aufwand zum Ziel.Various methods are known which occur with directional antennas To eliminate side rays z. B. are highly undesirable for the guide beam, -because they cause bypass beams. Of the possibilities that exist, that Suppressing side radiation is mentioned here: The attachment of reflectors in the far field that throw the energy of the side radiations in directions that are for the radiation diagram are irrelevant, or the installation of directional radiators or auxiliary reflectors in the antenna itself, these interfering side radiation impede. It is also known that it is special, but not practical easily practicable means succeed in weakening the amplitude of the side lobes: Even so, this method significantly interferes with the antenna arrangement or .aber require a great deal of space; need such means to eliminate the Side radiations are used, as in practice no simpler solutions to disposal. stood. The secondary guide rays formed by such side radiations in the horizontal plane, on the one hand, pose a great risk when guiding Vehicles in the horizontal plane, on the other hand, performed the previously known Methods only achieve the goal with great effort.

Bei der aus mehreren Dipolen bestehenden fxichtantenne ist das Seitenstrahlungen aufweisende Strahlungsdiagramm ,gemäß der Erfindung um die als Achse gedächte Hauptstrahlrichtung derart gedreht, daß in zier Horizontalebene außer der Hauptstrahlung keine merklichen horizontalen Seitenstrahlungen vorhanden sind.' Hierdurch kann vor allem, der erste Seitenzipfel, der ja am meisten stört, aus der horizontalen Ebene leicht herausgelegt werden. werden.In the case of the front antenna, which consists of several dipoles, this is side radiation having radiation diagram, according to the invention about the main beam direction imagined as an axis rotated in such a way that in the ornamental horizontal plane there are no noticeable rays other than the main radiation horizontal side radiation is present. ' Above all, this allows the first Lateral lobe, which is the most annoying, laid out slightly from the horizontal plane will. will.

Durch die im folgenden durchgeführte Rechnung Lind an Hand der Abbildungen soll das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip kurz erläutert werden.By means of the following calculation based on the illustrations the principle on which the invention is based is to be briefly explained.

Bei einer Dipolrichtantenne, bestehend aus aus n Dipblreihen zu m Dipolen, ist bekanntlich die räumliche Feldverteilung der ausgesandten Strahlung durch folgende Beziehung gegeben: In obiger Gleichung bedeuten: Ea,r die Feldstärke in der dusch den Raum Winkel a,, y definierten Richtung; J den Effektivwert des Stromes im Strombauch der einzelnen Dipole, ,r -den Abstand des Aufpunktes von der Antenne, a, den Winkel, den die Richtung des Rufpunktes in der Polarisationsrichtung der Strahlung mit der Ebene der Dipolantezule bildet, f den Winkel, den der Rufpunkt senkrecht zur Polarisationsrichtung mit der Strahlerebene bildet.In the case of a directional dipole antenna, consisting of n rows of dipoles with m dipoles, the spatial field distribution of the emitted radiation is known to be given by the following relationship: In the above equation: Ea, r is the field strength in the direction defined by the angle a ,, y; J is the rms value of the current in the current belly of the individual dipoles,, r -the distance of the point from the antenna, a, the angle that the direction of the call point in the polarization direction of the radiation forms with the plane of the dipole module, f the angle that the Call point forms perpendicular to the polarization direction with the radiator plane.

Wird Y=Null ;gesetzt, so ergibt sich das in Abb. i gezeichnete horizontale Strahlungsdiagramm einer Richtantenne in der bekannten Darstellung in Polarkoordinaten. Außer der Hauptstrahlung i sind noch die Nebenstrahlungen 2 und 3 vorhanden. Was die räumliche Verteilung der Strahlungsintensität anbelangt, so läßt die obige Gleichung jedoch sofort erkennen., daß sie keine rotationssymmetrische Gestalt besitzen, kann, auch nicht für rit= n; vielmehr verteilt sich die Strahlungsenergie auf eine große Zahl büschelfärmiger Zipfel, die alle im Strahlermittelpunkt ihren Ursprungsort haben. Die Lage der Seitenzipfel kann ohne weiteres aus der obigen Gleichung ermittelt werden. Diese liegen dort, wo der Differentialquotient ist. Aus dieser Bedingung lassen sich zwei Beziehungen entwickeln, und zwar Die Gleichungen (3) und (4) lassen sich näherungsweise lösen. Aus (3) kann abgeleitet werden Für geradezahliges m nimmt g folgende Werte an Aus Gleichung (q.) läßt sich näherungsweise ableiten: An einem einfachen Beispiel soll die Lage der Seitenzipfel festgestellt werden. Es sei m= n = 6, d. h. man hat es mit einem Strahler zu tun, der sechs Dipolreihen zu je sechs Dipolen aufweist: Für die Seitenstrahlungen ergeben sich folgende Maxima: y -o a -o i. a - o' L. y - o° 2. a - 29° 2. 7 - 9,50 3.a-56° 3.Y=57° a 2g° a = 56' 1. 7 - 34° 1: y - 62° 2. y - 749 Da in allen vier Quadranten die Strahlungsverteilung symmetrisch sein muß, so ergeben sich also in dem gesamten räumlichen Strahlungsdiagramm einschließlich dem Haupt-Maximum 21 büschelförmige Zipfel. Zwischen allen Zipfeln liegen immer Nullstellen der Strahlungen, die kegelförmig den Strahlungszipfel umschließen. Abb.2 zeigt nun die Feldverteilung schematisch in einer Schnittebene, die senkrecht zur Iiauptstrahlrichtung steht. E-E stellt die Horizontalebene dar; in der unter normalen Umständen das Strahlungsdiagramm gemessen wird. Es ist ersichtlich, daß in dieser Ebene ebenso wie in Abb: i die beiden Seitenstrahlungen 2 und 3 vorhanden sind. Durch die in Abb.2 gezeichnete räumliche Feldverteilung lassen sich aber nun verschiedene gerade Linien ziehen, auf denen .außer der Hauptstrahlung i keine Nebenstrahlungen vorhanden sind. Da nun die horizontale Ebene, in der gemessen und in der die Strahlung ohne horizontale Seitenstrahlung benötigt wird, festliegt, wird vorzugsweise das Antennensystem all Ganzes mit Reflektor und so das Strahlungsdiagramm ;gedreht. Dieser Fall ist in Abb.3 gezeigt. Die Strahlungen z und 3, die bei der Anordnung nach Abb.2 in der horizontalen Ebene E-E lagen, liegen jetzt oberhalb und unterhalb der Horizontalebene. Würde man jetzt das Strahlungsdiagramm der Anordnung mit der Horizontalebene E'-E ausmessen, so würde ein Diagramm entstehen, wie es die Kurve i der Abb. i zeigt. Nebenstrahlungen sind nicht mehr oder kaum mehr vorhanden.If Y = zero; is set, the horizontal radiation diagram of a directional antenna shown in Fig. I results in the known representation in polar coordinates. In addition to the main radiation i, the secondary radiation 2 and 3 are also present. As far as the spatial distribution of the radiation intensity is concerned, the above equation shows immediately that they do not have a rotationally symmetrical shape, not even for rit = n; rather, the radiation energy is distributed over a large number of tuft-like tips, all of which have their place of origin in the center of the radiation. The position of the side lobes can easily be determined from the above equation. These are where the differential quotient is is. From this condition two relationships can be developed, namely Equations (3) and (4) can be solved approximately. From (3 ) can be derived For even m, g takes the following values From equation (q.) It can be derived approximately: The position of the side lobes is to be determined using a simple example. Let m = n = 6, i.e. one is dealing with a radiator that has six dipole rows with six dipoles each: The following maxima result for the side radiation: y -oa -o i. a - o 'L. y - o ° 2. a - 29 ° 2. 7 - 9.50 3.a-56 ° 3.Y = 57 ° a 2g ° a = 56 ' 1. 7 - 34 ° 1: y - 62 ° 2. y - 749 Since the radiation distribution must be symmetrical in all four quadrants, there are 21 tufted tips in the entire spatial radiation diagram including the main maximum. Between all lobes there are always zero points of the radiation, which conically enclose the radiation lobe. Fig. 2 now shows the field distribution schematically in a sectional plane that is perpendicular to the main beam direction. EE represents the horizontal plane; in which the radiation diagram is measured under normal circumstances. It can be seen that in this plane, as in Fig: i, the two side radiations 2 and 3 are present. Due to the spatial field distribution shown in Fig. 2, however, various straight lines can be drawn on which, apart from the main radiation i, no secondary radiation is present. Since the horizontal plane in which the radiation is measured and in which the radiation is required without horizontal side radiation is now fixed, the antenna system as a whole with reflector and thus the radiation diagram is preferably rotated. This case is shown in Figure 3. The radiations z and 3, which were in the horizontal plane EE in the arrangement according to Fig. 2, are now above and below the horizontal plane. If one were to measure the radiation diagram of the arrangement with the horizontal plane E'-E, a diagram would result like the curve i in Fig. I shows. Side radiation is no longer or hardly any longer present.

Durch diese einfachen Maßnahmen kann also erreicht werden, daß die für viele Zwecke störenden Nebenstrahlungen nicht in Erscheinung treten. Abb. ¢ zeigt eine beispielsweise Anwendungsmöglichkeit der vorgeschlagenen Anordnung, die aus mehreren vor einem - gemeinsamen Reflektor angeordneten Dipolen besteht.By these simple measures it can be achieved that the for many purposes interfering secondary radiation does not appear. Fig. ¢ shows one possible application of the proposed arrangement, for example consists of several dipoles arranged in front of a common reflector.

In speziellen Fällen, in denen es-z. B. darauf ankommt, mittels mehrerer Richtstrahldia,gramme eine Leitlinie zu erzeugen, kann man die eine Antenne, die das eine Diagramm des Leitstrahles: erzeugt, ebenso wie die andere Antenne, die' das-andere Diagramm erzeugt, um einen gewissen Winkel verdrehen. Hierdurch läßt sich erreichen, d,aß bei den entstehenden Strahlungsdiagrammen in der Horizontalebene außer der Hauptstrahlung Nebenstrahlungen nicht oder kaum mehr auftreten. Es ist klar ersichtlich, daß die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Methode zur Beseitigung der Strahlenzipfel sehr einfach durchzuführen ist und daß vor allem die ersten neben dem Hauptmaximum liegenden Seitenmaxima vollkommen unwirksam gemacht «erden können.In special cases in which it-z. B. matters by means of several Directional beam diagrams, gram a guideline to produce, one can use the one antenna that the one diagram of the guide beam: generated, just like the other antenna, which ' the other diagram is generated to twist by a certain angle. This lets achieve, d, ate in the resulting radiation diagrams in the horizontal plane apart from the main radiation, secondary radiation no longer occurs or hardly occurs. It is It can be clearly seen that the method described in the present invention can be used for Elimination of the ray lobes is very easy to do and that above all the first side maxima lying next to the main maximum made completely ineffective «Can ground.

Claims

PA'rl'N'CAN51'hÜC111 :: i. Directional antenna, consisting of several dipoles, its side radiation having radiation diagram about the imaginary axis Main beam direction is rotated such that in the horizontal plane except for the main radiation there are no noticeable horizontal side radiation:

2. Directional antenna according to claim i, characterized in that the one consisting of dipoles and reflector Arrangement as a whole is rotated.