DE856010C - Antenne mit horizontaler Strahlung fuer ultrakurze Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Antennen für Funkübertragung, insbesondere auf solche für ultrakurze Wellen. Bekanntlich kommt es manchmal darauf an, in der senkrechten Ebene eine sehr schmale Strahlung zu erzeugen, welche alle Azimutwinkel der horizontalen Ebene erreichen kann. Eine derartige Strahlung kann auf zweierlei Weise erzielt werden: i. In der horizontalen Ebene ist das Strahlungsfeld l>ei jedem Azimutwinikel konstant; man spricht dann von einer scheibenförmigen Rundstrahlung; 2. das ausgestrahlte Bündel kann in der horizontalen Ebene eine gewisse Richtwirkung haben, aber seine Achse bestreicht dann diese Ebene in regelmäßiger und gleichförmiger Weise.

Die Erfindung hat Antennen einer neuen Bauart zum Gegenstand, welche je nachdem in der einen oder anderen dieser beiden Weisen arbeiten.

Gemäß der Erfindung bestehen die Antennen mit horizontaler Strahlung aus zwei horizontalen, annähernd kreisförmigen Metallplatten, welche übereinander angeordnet sind, und aus einem ebenfalls aus Metall hergestellten zylindrischen Mantel sowie einer in der Mitte dieses Mantels angeordneten Erregungseinrichtung. Eine der horizontalen Platten oder alle beide sind dabei von mitschwingenden oder aperiodischen Öffnungen durchbrochen, die in verschiedenen Azimutwinkeln auf Halbmessern dieser Platte(n) in Abständen von A/4 angeordnet sind, wobei λ die Arbeitswellenlänge ist. Der zylindrische Mantel besitzt vertikale öffnungen, welche in denselben Azimutwinkeln angeordnet sind wie die Öffnungen der horizontalen Platten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung mit gleicher Abstimmung aller Öffnungen besitzt die in

ihrem Mittelpunkt durch eine Hauptwelle erregte Antenne ein Strahlungsdiagramm, welches in der horizontalen Ebene ein Rundstrahlungsdiagramrn und in der vertikalen Ebene ein Richtstrahlungsdiagramm ist, wobei diese Richtwirkung von der Oberfläche der verwendeten horizontalen Platten abhängt. Nach einer anderen Ausführungsform sind die öffnungen der horizontalen Platten auf verschiedene Frequenzen abgestimmt, wobei die immer um A/4 ίο versetzten öffnungen ein und derselben Frequenz auf ein und demselben Halbmesser angeordnet sind, so daß jeder Frequenz eine Richtung entspricht.

Wenn die Antenne durch eine in der Frequenz

modulierte Quelle erregt wird, zeigt das Strahlungsdiagramm ein gerichtetes Bündel, welches den Horizont bestreicht, indem es nacheinander alle Azimutwinkel durchläuft.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine Antenne mit horizontaler Rundstrahlung,

Fig. 2 die horizontale Lochung der Antenne nach »5 Fig. i,

Fig. 3 eine andere Form der Lochung für dieselbe Antennenbauart,

Fig. 4 eine durch einen kreisförmigen Hohlleiter erregte Antenne,

Fig. 5 eine horizontale Platte für Antennen mit Richtstrahlung in der horizontalen Ebene,

Fig. 6 eine Gesamtansicht einer derartigen Antenne,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Antenne der Bauart nach Fig. 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Antenne besteht aus zwei kreisförmigen ebenen Metallplatten 1 und 2, die horizontal und parallel zueinander angeordnet sind, und aus einem zylindrischen Mantel 3, ebenfalls aus Metall, wobei die Anordnung einen Hohlzylinder mit vertikaler Achse bildet.

Die beiden horizontalen Platten oder nur eine von

ihnen tragen eine Reihe von öffnungen, die, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Diese öffnungen, die auf die benutzte Wellenlänge abgestimmt sind oder nicht, können rechteckig (Fig. 2) oder kreisförmig (Fig. 3) sein oder irgendeine andere Form erhalten, während die Halbmesser der aufeinanderfolgenden Kreise nach einer arithmetischen Reihe mit dem Verhältnis A/4 zunehmen, wenn A die Wellenlänge ist.

Andererseits besitzt der zylindrische Mantel 3 eine Reihe von vertikalen Schlitzen 4, die in denselben Azimutwinkeln angeordnet sind wie die öffnungen der horizontalen Platten.

Die Erregung der Antenne kann beispielsweise mittels eines Dipols oder einer Halbwellenantenne erfolgen, welche, wie in Fig. 1 gezeigt, auf der Achse 00' des Zylinders angeordnet ist, oder mittels eines zylindrischen Hohlleiters 5, wie er in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem letzteren Falle nimmt der Hohlleiter eine JS₀-WeIIe auf und besitzt Strahlungsschlitze 6, die in der zylindrischen Wand des Hohl leiters nach ein und demselben Querschnitt angeordnet sind.

Wenn die Antenne so in ihrem mittleren Teil erregt wird, breitet sich dort eine Hauptwelle aus und erregt nacheinander alle horizontalen Schlitze, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit diejenige des Lichtes ist. Die in der zylindrischen Wand 3 angebrachten vertikalen Schlitze lassen den an sie gelangenden Energiebruchteil durchgehen, so daß die Reflexionen praktisch Null werden und die im Inneren der Einrichtung erzeugte Welle eine rein fortschreitende ist. Das Strahlungsdiagramm, welches in der horizontalen Ebene ein Rundstrahlungsdiagramm ist, zeigt in der vertikalen Ebene ein Bündel, das um so schmaler ist, je größer der Flächeninhalt der horizontalen Platten 1 und 2 ist. Das System kann mit vertikal oder horizontal polarisierten Wellen benutzt werden.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden an den horizontalen Platten der Fig. 1 und 4 nicht gleiche öffnungen, sondern öffnungen von verschiedenen Abmessungen vorgesehen, die auf eine gewisse Anzahl von verschiedenen Frequenzen abgestimmt sind. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung. Die öffnungen mit gleichen Abmessungen sind hier auf ein und demselben Halbmesser angeordnet und, wie in den obigen Fällen, um den Abstand A/4 versetzt, jedoch ändern sich ihre Abmessungen von einem Halbmesser zum anderen. Daraus ergibt sich, daß für jedeRichtung oder Azimutlage eine genau bestimmte Frequenz vorhanden ist, bei welcher das Strahlungsdiagramm der Antenne ein Maximum in dieser Richtung zeigt. Folglich wird, wenn die Platten öffnungen besitzen, die auf η Frequenzen F₁ F₂ F₃ ··■ F_n abgestimmt sind, und die Antenne durch eine zwischen den Grenzen F₁ und F_n frequenzmodulierte Quelle erregt wird, der Horizont von einem umlaufenden Bündel bestrichen, dessen Achse nacheinander alle Azimutwinkel durchläuft.

Die die beiden Ebenen verbindende Zylinderfläche besitzt ebenfalls, wie im obigen Falle, vertikale Sahlitze; diese sind jedoch auf die gleichen Frequenzen wie die horizontalen Schlitze des entsprechenden Azimutwinkels abgestimmt und besitzen folglich verschiedene Abmessungen.

Die Erregung einer solchen Antenne kann gemäß Fig. 4 vorgenommen werden, d. h. mittels eines Hohlleiters, der durch eine E₀-WeIIe gespeist wird und Energie mit einer ultrahohen Frequenz durch Schlitze überträgt, die nach einem Querschnitt des Hohlleiters angeordnet sind und abgestimmt sein können.

Fig. 6 zeigt eine Antenne dieser Bauart. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen dieselben Elemente wie in den vorhergehenden Figuren. Wie ersichtlich, nehmen die Abmessungen der in der Seitenwand 3 angebrachten Schlitze 4 fortschreitend zu, genau wie die Abmessungen der Schlitze in den horizontalen Platten 1 oder 2 der Fig. 5.

Fig. 7 zeigt schließlich in perspektivischer Darstellung eine Antenne der gleichen Bauart wie die nach Fig. 4.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann man an dem vertikalen Zylinder, welcher als Trager der horizontalen Platten dient, die Form bzw. die Lochung abändern.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ίο i. Antenne mit horizontaler Strahlung für

   ultrakurze Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei horizontale, annähernd kreisförmige Metallplatten aufweist, die übereinander angeordnet und von einem zylindrischen Mantel, ebenfalls aus Metall, umgeben sind, daß in der Mitte dieses Mantels eine Erregungseinrichtung angeordnet und wenigstens eine der horizontalen Platten von Öffnungen durchbrochen ist, die in verschiedenen Azimutwinkeln auf Halbmessern dieser Platte in Abständen von Xl'4 angeordnet sind, wenn λ die Arbeitswellenlänge ist, und daß der Metallmantel vertikale Schlitze aufweist, die in denselben Azimutwinkeln wie die Öffnungen der horizontalen Platten angeordnet sind.
2. 2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der horizontalen Platten aperiodisch sind.
3. 3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der horizontalen Platten auf die gleiche Arbeitsfrequenz abgestimmt sind.
4. 4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der horizontalen Platten auf jedem Halbmesser zwar gleich, aber von Halbmesser zu Halbmesser unterschiedlich abgestimmt und mit zeitlich wechselnder Frequenz im Sinne einer Ridhtstralhldrehung erregt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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