DE696947C

DE696947C - Directional antenna system with several individual radiators connected via parallel wire connection lines

Info

Publication number: DE696947C
Application number: DE1934T0044647
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Renatus
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1934-11-17
Filing date: 1934-11-18
Publication date: 1940-10-02

Description

Richtantennensystem mit mehreren über Paralleldrahtverbindungsleitungen angeschlossenen Einzelstrahlern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Richtantennensystem zur Ausstrahlung eindeutig bzw. einheitlich polarisierter Wellen mit mehreren über Paralleldrahtverbindungsleitungen angeschlossenen Einzelstrahlerin, bei dem sich hinter der bzw. den Strahlerebenen eine reflektierende Fläche befindet.Directional antenna system with several parallel wire connection lines connected individual radiators The present invention relates to a directional antenna system for the emission of clearly or uniformly polarized waves with several over Parallel wire connection lines connected single radiator, in which a reflective surface is located behind the radiator plane or planes.

Für die gerichtete Ausstrahlung von kurzen Wellen verwendet man vielfach Antennengebilde, die aus mehreren an eine Energieleitung angeschlossenen Einzelstrahlern bestehen (Tannenbaumantennenoder Beam). Eine beispielsweise Ausführung dieser Antennenform ist in Abb. i dargestellt, wo fünf horizontal liegende Dipole Hd an eine vertikal verlaufende Verbindungsleitung Va angeschlossen sind. Die Speisung des Antennengebildes kann nun von untern. erfolgen, in der Weise, da.ß die von einem Hochfrequenzsender gelieferte Energie über .eine an die Verbindungsleitung Vd angeschlossene Energieleitung Z zugeführt wird. Die Speisung kann aber auch im elektrischen Mittelpunkt der Antennenanordnung, z. B. am Anschlußpunkt des mittelsten Horizontaldipols Hd, über eine Energieleitung Z erfolgen. Soll dieselbe Anordnung für Richtempfang benutzt werden, so ist an Stelle des Senders ein Empfänger an die Energieleitungen anzuschließen.For the directed emission of short waves one uses a lot Antenna structure consisting of several individual radiators connected to a power line exist (fir tree antennas or beam). An example of this type of antenna is shown in Fig. i, where five horizontally lying dipoles Hd to one vertically running connecting line Va are connected. The feeding of the antenna structure can now from below. take place in such a way that the from a high-frequency transmitter Energy supplied via .a power line connected to the connection line Vd Z is supplied. The feed can also be in the electrical center of the antenna arrangement, z. B. at the connection point of the central horizontal dipole Hd, via a power line Z take place. If the same arrangement is to be used for directional reception, is in place of the transmitter to connect a receiver to the power lines.

Untersucht man das Strahlungsfeld einer derartigen Richtantenne, so findet man bei der beispielsweise gezeigten Anordnung, daß, die ausgestrahlten Wellen vorwiegend horizontal polarisiert sind, daß aber auch ein nicht unerheblicher Teil mit vertikaler Polarisation °vorhanden ist. Diese vertikal polarisierten Wellen haben ihren Ursprung in den vertikal verlaufenden Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Strahlern. Obwohl diese Leitungen relativ nahe aneinander geführt werden, so ist ihr gegenseitiger Abstand bei kurzen Wellen nicht mehr zu vernachlässig-en. Die .Folge davon ist eine nicht unerhebliche Ausstrahlung mit einer ihrer geometrischen Anordnung entsprechenden Polarisation.If one examines the radiation field of such a directional antenna, so one finds in the arrangement shown, for example, that, the emitted waves are predominantly horizontally polarized, but that is also a not insignificant part with vertical polarization ° is present. These vertically polarized waves have their origin in the vertically running connecting lines between the individual spotlights. Although these lines run relatively close to each other their mutual distance can no longer be neglected in the case of short waves. The consequence of this is a not inconsiderable charisma with one of its geometric Arrangement corresponding polarization.

In vielen Fällen wünscht man z. B. zur Selektionserhöhung oder zur Überbrückung besonderer Hindernisse (Mastanordnungen, Wald) in nur einer Richtung polarisierte Schwingungen. Es kann auch der Fall eintreten, daß man eine Nachricht oder ein Warnzeichen mit verschieden polarisierten Strahlungen nach verschiedenen Richtungen:> aussenden will. In solchen Fällen ist es unerläßlich, daß die ausgestrahlten Wellen eindeutig bzw. einheitlich polarisiert sind.In many cases you want z. B. to increase the selection or to Bridging special obstacles (mast arrangements, forest) in only oscillations polarized in one direction. It can also happen that one a message or a warning sign with differently polarized radiation different directions:> want to send out. In such cases it is essential that the waves emitted are uniquely or uniformly polarized.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, Richtantennensysteme zu verwenden, bei denen jeder Einzelstrahler seinen eigenen parabolischen Reflektor besitzt. Diese Anordnung stellt an und für sich nur eine Nebenei;nanderreihung von einzelnen, jeweils mit Reflektor ausgerüsteten Antennen dar. Derartige Antennenanordnungen, insbesondere dann, wenn sie eine größere Anzahl von Strahlern umfassen, haben sich in der Praxis nicht einführen können, da sie viel zu umständlich im Aufbau und zu kostspielig in der Herstellung sind. Weiterhin sind Anordnungen bekannt, bei denen die in der Brennlinie von Parabolspiegeln angeordneten Strahler untereinander liegen. Hier kann aber eine einzige Reihe von Strahlern angewendet werden, so daß Verbindungsleitungen, die mit den Strahlern einen Winkel bilden, nicht vorhanden sind.It has therefore already been proposed to use directional antenna systems use where each individual emitter has its own parabolic reflector owns. This arrangement in and of itself is just a juxtaposition of individual antennas, each equipped with a reflector. especially if they include a larger number of radiators, have in practice, because they are too cumbersome to set up and too are expensive to manufacture. Furthermore, arrangements are known in which the radiators arranged in the focal line of parabolic mirrors lie one below the other. Here, however, a single row of radiators can be used so that connecting lines, which form an angle with the radiators are not available.

Das erfindungsgemäße Richtantennensystem ist dadurch gekennzeichnet, daß die Paralleldrahtverbindungsleitungen, die normalerweise in der Strahlerebene liegen und einen Winkel mit den Strahlern bilden, hinter die gemeinsame reflektierende Fläche verlegt sind, und daß die Einzelstrahler direkt durch senkrecht zur reflektierenden Fläche stehende Stichleitungen mit diesen Paralleldrahtleitungen verbunden sind.The directional antenna system according to the invention is characterized in that that the parallel wire connection lines, which are normally in the radiator level lie and form an angle with the emitters, behind the common reflective Surface are laid, and that the individual radiators directly through perpendicular to the reflective Flat spur lines are connected to these parallel wire lines.

In den Abb. 2 bis 9 sind beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens dargestellt.In Figs. 2 to 9, for example, embodiments of the inventive concept shown.

Um am Strahler elektrisch dieselben Verhältnisse wie früher zu erhalten, werden die Dipole Ha mit den Verbindungsleitungen Vd durch Stichleitungen S verbunden, die zweckmäßig \/2 lang gewählt werden (Abb.3). Es geht aber auch mit \/q. langen Stichleitungen, die im Strombauch der Verbindungsleitungen angeschlossen sind. Die Stichleitungen können in bzw. an der reflektierenden Schicht F isoliert befestigt werden und gleichzeitig als Träger der Dipole und der Verbindungsleitungen dienen. Besteht die Absicht, den Abstand der Dipole a1 bzw. den Abstand der Verbindungsleitungen a2 (Abb. q.) von der reflektierenden Schicht zu ändern, etwa bei Wellenwechsel, so kann man die Stichleitungen bzw. Stichleitungsabschnitte in ihrer Länge veränderbar gestalten. Dies erreicht man in einfacher Weise dadurch, daß die Strahler oder Leitungen mittels rohrförmiger Hülsen R mit Nutenführung auf die Stichleitungen S aufgesteckt werden. Man kann die Stichleitungen S huch so lang wählen, daß an der Befestigungs-.kelle in der Isolationsbuchse J ein Punkt ge-@xipg,:n Hochfrequenzpotentials gegen Erde zu lugen kommt. Soll die Strahlung der Verbindungsleitung unterdrückt werden, so können die auf der Rückseite der reflektierenden Schicht liegenden Verbindungsleitungen abgeschirmt werden, etwa in der Weise, d;aß sie finit einem Rohr von X/8-Radius (Abb. 5) umgeben werden. Die Anbringung der Abschirmung im Abstand von X/8 vom Leitersystem hat zur Folge, daß das abgestrahlte und reflektierte Feld sich in Phasenopposition befindet (vgl. den Aufsatz von F. S a m m er, Wirkungsweise von Drahtreflektoren, Telefunken-Zeitschrift 1929, Heft 53, S. 66 unten).In order to obtain the same electrical conditions at the radiator as before, the dipoles Ha are connected to the connecting lines Vd by stub lines S, which are expediently chosen to be 1/2 long (Fig. 3). But it also works with \ / q. long stub lines that are connected in the current duct of the connecting lines. The stub lines can be secured in or on the reflective layer F in an insulated manner and at the same time serve as a carrier for the dipoles and the connecting lines. If the intention is to change the distance between the dipoles a1 or the distance between the connecting lines a2 (Fig. Q.) And the reflective layer, for example in the event of a wave change, the length of the stub lines or stub line sections can be changed. This is achieved in a simple manner in that the radiators or lines are plugged onto the stub lines S by means of tubular sleeves R with grooves. The stub lines S can be chosen so long that a point where the high-frequency potential peeks out to earth on the fastening trowel in the insulation socket J is possible. If the radiation from the connecting line is to be suppressed, the connecting lines on the back of the reflective layer can be shielded, for example in such a way that they are finely surrounded by a pipe with an X / 8 radius (Fig. 5). The attachment of the shield at a distance of X / 8 from the conductor system has the result that the emitted and reflected field is in phase opposition (see. The article by F. S amm e r, operation of wire reflectors Telefunken Magazine 1929, Heft 53 , P. 66 below).

Man kann aber auch die vertikal polarisierte Strahlung der Verbindungsleitung ausnutzen, indem man sie, gegebenenfalls.in Verbindung mit einem parabol-zylindrischen Reflektor P, in dessen Brennlinie die Verbindungsleitung verläuft, zur Ausstrahlung bringt. Eine derartige Anordnung ist in den Abb. 6a, 6b und 7 angegeben. Sie kann z. B. als Annäherungswamsender auf Flugzeugen Anwendung finden (Abb. 8), derart, daß in die Fahrtrichtung ein bestimmtes Signal mit horizontaler Polarisation und in die Herkunftsrichtung dasselbe Signal, evtl. etwas schwächer, mit vertikaler Polarisierung gesandt wird.But you can also use the vertically polarized radiation of the connecting line take advantage of them, possibly in conjunction with a parabolic-cylindrical Reflector P, in whose focal line the connecting line runs, for emission brings. Such an arrangement is shown in FIGS. 6a, 6b and 7. she can z. B. can be used as a proximity warning transmitter on airplanes (Fig. 8), in such a way that that in the direction of travel a certain signal with horizontal polarization and the same signal in the direction of origin, possibly a little weaker, with a vertical one Polarization is sent.

Die Fahrtrichtungen durch Aussenden von Signalen mit verschiedener Polarisation zu unterscheiden, ist an sich bekannt.The directions of travel by sending out signals with different Differentiating polarization is known per se.

Als Empfangsanordnung kann auf einem anderen Flugzeugoder einem Flugplatz ein Richtantennensystem nach vorliegender Erfindung verwendet werden. Zweckmäßig wird man dabei die Energieleitung des Empfängers im Mittelpunkt der Paralleldrahtverbindungsleitung anschließen, damit man die gesamte Antennenanordnung gemäß Abb.9 um ihren elektrischen Mittelpunkt drehen kann. In der Bereitschaftsstellung wird man die Empfangsanordnung etwa unter ¢5° geneigt aufstellen, um Komponenten aus den beiden senkrecht aufeinanderstehenden Senderpolarisationsrichtungen empfangen zu können. Durch Drehen der Empfangsanordnung kann man dann feststellen, ob sich das betreffende Flugzeug vom Beobachtungsort entfernt oder auf diesen zukommt. Derartige Kurzwellenrichtantennen werden meist an exponierten Stellen aufgestellt und laufen- Gefahr, daß sich bei Wind und Wetter und auch durch andere äußere Einflüsse die Abstimmung und die Strahleigenschaft etwas ändert. Es empfiehlt sich deshalb, die gesamte Antennenanordnung mit einem elektrisch geeigneten Isolationsmaterial zu umschließen bzw. diese in einen solchen einzubetten.The receiving arrangement can be on another aircraft or an airfield a directional antenna system according to the present invention can be used. Appropriate The power line of the receiver becomes the center of the parallel wire connection line Connect the entire antenna arrangement as shown in Fig. 9 to its electrical Center can rotate. In the standby position one becomes the receiving arrangement Set up at an angle of about ¢ 5 ° in order to avoid components from the two vertically positioned one on top of the other To be able to receive transmitter polarization directions. By rotating the receiving arrangement one can then determine whether the aircraft in question is away from the observation site removed or approached. Such shortwave directional antennas are mostly set up in exposed places and run the risk of being damaged by wind and weather and also through other external influences the attunement and the radiation properties something changes. It is therefore advisable to use the entire antenna arrangement with one electrically suitable insulation material to enclose or this to be embedded in one of these.

Die in Abb.9 dargestellte Anordnung ist nur in Verbindung mit einer Empfangsanordnung besprochen worden. Selbstverständlich kann dieselbe Anordnung auch für Sendezwecke verwendet@iverden.The arrangement shown in Fig. 9 is only in connection with a Receiving arrangement has been discussed. Of course, the same arrangement also used for broadcast purposes @ iverden.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Directional antenna system in which several over parallel wire lines connected individual radiators in a plane in front of a common reflective surface are arranged, characterized in that the parallel wire (s), which are usually in the radiator plane and at an angle with the radiators form, are laid behind the common reflective surface, and that the individual radiators directly through stub lines standing perpendicular to the reflective surface with these Parallel wire lines are connected.

2. Antenna system according to claim i, characterized characterized in that the branch lines as a support member for the individual radiator and / or the connecting lines are used.

3. Antenna system according to claim i, characterized characterized in that the stub lines are chosen to be half a wavelength long. q ..

Antenna system according to claim i, characterized in that the stub lines are a quarter wavelength can be chosen.

5. Antenna system according to claim i, characterized characterized in that the length of the stub lines can be changed.

6. Antenna system according to claim i and 5, characterized in that the individual radiators and / or the Connecting lines attached to the stub lines by means of tubular sleeves are.

7. Antenna system according to claim i, characterized in that the connection lines are shielded. B.

Antenna system according to claim i, characterized in that another reflector is provided approximately of parabolic cylindrical shape in whose focal line runs one or both bodies of the connecting line.

9. Antenna system according to claim i, characterized in that the connection of the receiver or Power line (s) leading to the transmitter in the center of the parallel wire connection lines takes place and that the entire antenna arrangement around its electrical center is rotatably arranged. ok Antenna system according to Claim and 8, characterized by its use for proximity warning transmitters of vehicles, in particular aircraft.