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Einrichtung zur elektrischen Einregelung der Minimumsrichtung bei
einer rahmenartigen Richtantenne
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, die Minimumsrichtung
einer rahmenartigen Richtantenne auf elektrischem Weg einzuregeln. Es ist bekannt,
daß eine Rahmenantenne oder eine aus gegengeschalteten Linearantennen bestehende
Adcock-Antenne l>ei vollkommen symmetrischem Aufbau ein doppelkreisiges Richtdiagramm
aufweist, dessen Minim in der Richtung senkrecht zur Antenenfläche liegen. Durch
den Vertikalantenneneffekt können die Minima bei nicht symmetrischem Aufbau des
gesamten Antennensystems samt dem Ankopplungskreis des Empfängers bzw. Senders getrübt
bzw. verschoben werden. Um die Trübung der Minima zu beseitigen, verwendet man meist,
wie Abb. I zeigt, einen zur Ankopplungsspule 2 der Richtantenne I parallel geschalteten
Differentialkondensator 3, durch welchen genaue elektrische Symmetrie der Blindwiderstände
im Antennenkreis hergestellt werden kann. Die Verlagerung der Minima durch den Vertikalantenneneffekt
tritt nur in Sonderfällen ein, wenn nämlich das Antennensystem für den Peilstrom
und den Vertikalantennenstrom ganz bestimmte Impedanzen aufweist, z. B. für einen
Strom in und für den anderen ganz außer Resonanz ist. Bei geeigneter WahlderAbstimrnungszustände
kann man die Minimumsverschiebung
l>is zur reinen Kardioidenbildung
durchführen, wie dies fiir Leitstrahlanlagen nach dem Wechseltastverfahren bereits
bekannt ist.
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Die Erfindung geht insbesondere von der Problemstellung aus, eine
rahmenartige Sende- bzw.
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Empfangsantenne von einer in. der Nähe befindlichen Empfangs- bzw.
Sendeantenne zu entkoppeln. Zur I,ösung dieser Aufgabe ist es bekannt, die auszublendende
Antenne in der Minimumsrichtung der rahinenartigen Antenne anzuordnen. Um eine solche
Ausbleiidung betriebssicher durchzuführen, muß die Richtantenne sehr stabil aufgebaut
sein, so daß die genaue Einregelung der Minimumsrichtung durch Drehung der Richtantenne
auf mechanischem Wege nicht möglich ist. Gemäß der Erfindung wird daher zur Einregelung
der Minimumsrichtung der Vertikalantenneneffekt in der Weise herangezogen, daß parallel
zur Ankopplungsspule des senders bzw.
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Empfängers an die rahmenartige Richtantenne ein veräiiderbarer Ohmscher
Spannungsteiler liegt, dessen abgriff über eine Induktivität, gegebenenfalls unter
Zwischenschaltung eines Ohmschen Widerstands, geerdet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in \bb. 2 dargestellt.
An die Rahmenantenne I ist über die Ankopplungsspule 2 ein Empfänger angeschlossen.
Die Enttrübung des Minimums erfolgt mit Hilfe des Difterentialkondensators 3, dessen
Mittelal) griff an Erde liegt. Parallel zur Ankopplungsspule ist ein Ohmscher Spannungsteiler
4 geschaltet, dessen Abgriff über einen Widerstand 5 und eine Spule 6 geerdet ist.
Der Richtantennenkreis selbst arbeitet aperiodisch, während für den Vertikalantenneneffekt,
für den der Rahmen als Kapazität wirkt, durch die erfindungsgemäß vorgenommene Einschaltung
der Spule 6 im Stromkreis des Ver tikalantenneneffekts Abstimmung erzielt wird,
so daß der Peilstrom und der Vertikalantelinenstrom gleiche Phase haben und sich
somit je nach der Einstellung des SpaUnungsteilers in einem bestimmten Amplitudenverhältnis
gleich, oder gegenphasig in der Spule 2 zusammensetzen, wodurch die Minimumsrichtung
des Rahmens I aus der Rahmenachse heraus um einen entsprechenden Winkel nach rechts
oder links verschoben wird.
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In vielen Fällen ist es erwünscht, daß die Aushlelldullg nicht nur
für eine bestimmte Einzelfrequenz, sondern für ein größeres Frequenzband wirksam
ist, z. B. wenn auch eine Modulation ausgeblendet werden soll. Da bei der Schaltung
nach Abb. 2 die richtige Phasenlage des Richtantennenstroms und des Vertikalantennenstioms
nur für eine bestimmte Frequenz gewährleistet ist, ist die erzielte Verschiehung
des Minimums frequenzabhängig.
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Das gleiche gilt für die mit Hilfe des Differentialkondensators vorgenommene
Enttrübung. Besonders durch den Einfluß des Geländes (rückstrahlende Objekte) wird
eine nicht im voraus bestimmbare Frequenzabhängigkeit der Minimumseinstellung sowie
der Enttrübung verursacht. Gemäß der weiteren Erfindung wird deshalb vorgeschlagen,
den veränderbaren Spannungsteiler selbst oder aber symmetrisch beiderseits desselben
angeordnete Vorschaltwiderstände mit derart frequenzabhängigem Wirkwiderstand auszuführen,
daß die verschobene Minimumsrichtung innerhalb des zu verarbeitenden Frequenzbereichs
frequenzunabhängig erhalten bleibt.
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Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Abb. 3.
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Bei der dargestellten Anordnung sind beiderseits des Spannungsteilers
4 frequenzabhängige Wirkwierstande 7a, 7b angeordnet, die durch eine Parallelschalturng
je eines Ohmschen Widerstands und einer Inducktivität gebildet sind. Die beiden
Vorschaltwiderstände sind natürlich auch mit Blindkomponenten behaftet, die jedoch
durch geeignete Bemessung der Spule 6 mit abgestimmt werden.
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Durch die geschilderte Maßnahme wird erreicht, daß bei unsymmetrischer
Einstellung des Spannungsteilers 4 das Amplitudenverhältnis des Richtantennenstroms
durch die Spule 2 zu der durch diese Spule fließenden Komponente des Vertikalantennenstroms
innerhalb eines größeren Frequenzbereichs unverändert bleibt. Hierdurch ist die
Bedingung für die Erzielung einer frequenzunabhängigen Minimumsrichtung erfüllt.
Um auch die Einstellung des zur Enttrübung dienenden Differentialkondensators frequenzunabhängig
zu machen, sind diesem Differentialkondensator symmetrisch Induktivitäten 8a und
8t vorgeschaltet.
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Das angestrebte Ziel der Frequenzunabhängigkeit der Minimumsrichtung
wird noch besser erreicht, wenn man die Vorschaltwiderstände 7a und 7b gemäß Abb.
4 als gegen die Betriebswelle verstimmte, durch einen Wirkwiderstand gedämpfte Schwingungskreise
ausbildet und diesen Schwingungskreisen gegebenenfalls noch einen Kondensator 9
vorschaltet; Um das Minimum in eine gewünschte Richtung zu verschieben, die natürlich
mit der eingeprägten Minimumsrichtung der Richtantenne nur einen kleinen- Winkel
einschließen soll, und um ferner dieses verschobene Minimum trübungsfrei zu ge stalten,
sind zwei Einstellmöglichkeiten erforderlich. Wenn schließlich noch die Bedingung
gestellt wird, daß sowohl die Minimumsverschiehung wie auch dieEnttrübung frequenzunabhängig
sein sollen, müssen noch zwei weitere Einstellmöglichkeiten vorhanden sein, so daß
die gesamte Einrichtung vier Freiheitsgrade zur Einstellung haben muß. Bei der Anordnung
nach Abb. 3 sind zur Erfüllung dieser Bedingungen einerseits der Spannungsteiler
4 und der Differentialkondensator 3 und andererseits die Induktivitäten der Vorschaltwiderstände
7a und 7b sowie die Vorschaltinduktivitäten 8a un.d 8b für den Differentialkondensator
3 veränderbar. Es hat sich gezeigt, daß die Einregelung der Vorschaltwiderstände
7a und 7b unter Anwendung eines ebenfalls veränderbarenVorschaltkondensators, wie
in Abb. 4 durch 9 angedeutet, wesentlich erleichtert wird. Als besonders geeignet
hat sich die in Abb. 5 dargestellte -Schaltung erwiesen, bei der der Vorschaltkondensator
g sowie der Kondensator des gedämpften Schwingungskreises I3 zu einem DifferentiaRkondensator
1o zusammengefaßt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Blii'dwiderstand
zwischen
den l'unkten A und B bei beliebiger Einstellung des Differentialkondensators
lo für eine bestimmte Fre quenz Null und in der Umgebung derseblen sehr gering ist.
Andererseits ändert sich die Wirkkomponente dieser Schaltung sehr rasch mit der
Frequenz, wie das im Sinn der Erfindug liegt.
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In Alb. 6 ist eine andere Einrichtung zur Beseitigung der requenzabhängigkeit
der Enttrübung dargestellt bei der an Stelle der Vorschaltinduktivitäten 8a, 8b
gemäß Abb. 3 eine in der Erdleitung des. Mieetllbelags des lDifferentialkondensators
liegende, nur bei grobem Wellenwenchsel zu ändernde Induktivität benutzt ist.
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Eine besonders günstige Ausführung einer Antemmenanlage mit frequenzaubahängiger
Einregelung der Minimumsrichtung und frequenzunabhängiger Enttrübung zeigt Abb.
7, in der gleiche Teile wie in vorrhergehenden Abbildungen mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Zur Einregelung der Minimumsrichtung und er Enttrübung für eine bestimmte
Frequez des ausszublendenden Frequenzbands dienen der Spannungsteiler 4 und der
1 )ifferentialkondensator 3. Die Frequenzabhängigkeit der Minimmstichtung wird durch
die dem Spannungsteiler vorgeschalteten, hinsichtlich ihres Wirk @@@er stands stark
frequenzabhängigen Kreise 13a, @@@@mit den Differentialkondensatoren 10a, 10b aufgehodben.
Die einstellbaren Teile dieser Differeuntialkondiensatoren sind derart mechaisch
gekuppelt. daß die Kapazitätsänderungen gegenläufig erfolgen, so daß bei einer Einstellungsänderung
der eine Kreis hinsichtlich seines Wirkwiderstands stärker und der andere schwächer
frequenzabhängig wird. Die Frequenzabhängigkeit der Enttrübung wird durch, den differentialkondensator
12 in Verbindung mit der Induktivität 11 kompensiert.
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)ie <largestellten Schaltkreise lassen sich natürlich nach den
bekannten dualen Beziehugen derart abändern, daß an Stelle einer Serienschaltung
von Spannungsteiller und Vorwiderständen eine Parallelschaltung mit gleicher Wirksamkeit
erhalten wird.
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Der vorganng der Ausblendung spielt sich in der Weise ab, daß durch
aufeinanderfolgendes Einstellen der verschiedenen. veränerbaren Elemente asymptotisch
jener Zustand aufgesucht wird, in dem die Ansblendung innerhalb des gewünschten
Frequenzbereichs 100 it <1er geforderten Genauigkeit erreicht ist.