DE861430C - Antenne fuer kurze und ultrakurze Wellen - Google Patents

Antenne fuer kurze und ultrakurze Wellen

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Publication number
DE861430C
DE861430C DET2359D DET0002359D DE861430C DE 861430 C DE861430 C DE 861430C DE T2359 D DET2359 D DE T2359D DE T0002359 D DET0002359 D DE T0002359D DE 861430 C DE861430 C DE 861430C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
conductor
auxiliary
arrangement
short
Prior art date
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Expired
Application number
DET2359D
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Jakob Von Dr Baeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE220059X priority Critical
Application filed by Telefunken AG filed Critical Telefunken AG
Priority to DET2359D priority patent/DE861430C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE861430C publication Critical patent/DE861430C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Description

  • .Antenne für kurze und ultrakurze Wellen Die Erfindung betrifft eine über ein koaxiales Kabel gespeiste Antenne für kurze und ultrakurze Wellen. Unsymmetrisch gespeiste Antennen wurden bisher so ausgebildet, daß der eigentliche Strahler die unmittelbare Fortsetzung des Innenleiters einer koaxialen Leitung bildete, während das Außenleiterende mit einem Gegengewicht oder mit anderen Mitteln zur Unterdrückung von Mantelwellen ausgerüstet war. Derartige Antennen stellen an ihrem Fußpunkt, d. h. also am Kabelende, bei Abstimmung auf A/q. einen rein Ohmschen Widerstand von 36 Ohm, bei Abstimmung auf A,/:z einen Widerstand von mehreren hundert Ohm und bei Abstimmung auf andere Längen einen komplexen Widerstand dar. Da die üblichen Kabelwellenwiderstände zwischen 6o und Z5o Ohm liegen, mußten entweder bei Abstimmung auf A/4 oder 2,/2 besondere Transformationseinrichtungen zwischen Antenne und Kabel vorgesehen werden, oder es mußten bei Abstimmung auf andere Längen, damit sich Wirkwiderstandsanpassung ergibt, Blindwiderstände zur Kompensation des Antennenblindwiderstandes eingeschaltet werden. Beide Maßnahmen bedeuten Komplikationen, die sowohl bei Empfangsantennen, wo es auf Einfachheit und Billigkeit ankommt, als auch bei Sendeantennen, wo größere Leistungen auf die Antenne zu übertragen sind, unerwünscht sind. Die Erfindung betrifft eine Antenne, die ohne besondere Anpassungsmittel auf einen dem Kabelwellenwiderstand entsprechenden rein Ohmschen Widerstand gebracht werden kann. ` Es ist bereits eine Antenne bekannt, bei der in einem gegenüber der Wellenlänge kleinen Abstand vom eigentlichen Antennenleiter ein paralleler Hilfsleiter geführt ist, der an seinem der Speiseleitung abgekehrten Ende mit der Antenne verbunden ist. An dem der Speiseleitung zugekehrten Ende ist der eigentliche Antennenleiter unmittelbar mit dem einen Leiter der symmetrisch ausgebildeten Speiseleitung verbunden, während der Hilfsleiter unmittelbar oder auch über einen Ohmschen Widerstand in den anderen Leiter der symmetrischen Speiseleitung übergeht.
  • Die Erfindung geht von einer ähnlichen, jedoch über eine koaxiale Leitung gespeisten Antenne aus, bei der der Antennenleiter die Fortsetzung des Innenleiters der Zuführungsleitung bildet und parallel zum Antennenleiter in einem gegen die Wellenlänge kleinen Abstand ein Hilfsleiter geführt ist, der an seinem einen Ende mit dem Antennenleiter und an seinem anderen Ende mit dem Ende des Kabelmantels entweder unmittelbar oder über einen Ohmschen Widerstand verbunden ist.
  • Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Durchmesser des Antennenleiters und des Hilfsleiters derart bemessen sind, daß unmittelbare Anpassung zwischen der Antenne und der koaxialen Zuführungsleitung herrscht. Durch geeignete Wahl des Durchmesserverhältnisses von Antennenleiter und Hilfsleiter ist es nämlich möglich, den Eingangswiderstand der Antenne auf einen beliebigen Wert zu bringen.
  • Die Abb. i zeigt das einfachste Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit K ist das koaxiale Kabel, mit A der eigentliche Antennenleiter, rnit H der Hilfsleiter bezeichnet. Am oberen Ende sind Antennenleiter und Hilfsleiter miteinander verbunden. Damit das obere Kabelaußenleiterende auch wirklich auf Erdpotential liegt, d. h. damit keine Mantelwellen auftreten, ist noch ein Gegengewicht G vorgesehen, das selbstverständlich auch durch andere bekannte Mittel zur Mantelwellenunterdrückung, wie z. B. einen nach unten offenen Sperrtopf oder abgestimmte Stäbchen, ersetzt werden kann.
  • Das elektrische Ersatzbild der Antenne gemäß Abb.i ist in Abb. i a angegeben. Die Ströme auf den beiden Seiten A und H können in einen Gegentaktanteil und einen Gleichtaktanteil zerlegt werden. Für die Gegentaktwelle bilden die Leiter A und H Zusammen eine am Ende kurzgeschlossene A/4lange Doppelleitung mit sehr hohem Eingangswiderstand, so daß die Gegentaktwelle praktisch unterdrückt wird. Für die Gleichtäktwelle sind die beiden Leiter A und H als in Serie geschaltet und durch Erde zu einer insgesamt Z/21angen, am Ende kurzgeschlossenen Ersatzdoppelleitung ergänzt anzusehen, auf der wegen des geringen Eingangswiderstandes eine starke Gegentaktwelle auftritt. Diese Gegentaktwelle der Ersatzdoppelleitung äußert sich jedoch wegen der räumlichen: Richtungsumkehr im Leitungszug zusammen mit der Phasenumkehr des Stromes in der Weise, daß auf den beiden Leitern A und H für sich betrachtet gleichsinnige Ströme, also eine Gleichtaktwelle, fließen. Der Gesamtstrom des Leitersystems A, H ist dann gleich dem. Doppelten des Stromes im Antennenleiter A allein. Bei gleichbleibender'ausgestrahlter Leistung bedeutet dies, daß der Eingangswiderstand der Antenne durch Hinzufügung des Hilfsleiters H- auf das Vierfache gestiegen ist. Da der Eingangswiderstand einer %/41angen Antenne 36 Ohm beträgt, ergibt die Hinzufügung des Hilfsleiters H einen Fußpunktwiderstand von etwa i4o Ohm, der zur Anpassung an übliche koaxiale Hochfrequenzleitungen sehr geeignet ist.
  • Weicht die Länge des Leitersystems A, H von einer Viertelwellenlänge etwas ab, so sind die Stromverteilungen auf den beiden Leitern verschieden, da ja auf jedem Leiter noch ein Gegentaktanteil auftritt, der sich auf dem einen Leiter von der Gleichtaktwelle abzieht, während er sich auf dem anderen Leiter zu diesem addiert. Der Gleichtaktstrom des gesamten Systems ist jedoch in. jedem Falle gleich dem Doppelten des Stromes auf der Antenne A allein, so daß die Vervierfachung des Eingangswiderstandes bestehen bleibt.
  • Die an Hand der Abb. z a angestellte Überlegung gilt natürlich nur, solange die Leiter A und H gleich dimensioniert sind, d. h. gleiche Wellenwiderstände gegenüber Erde aufweisen. Macht man z. B. die Durchmesser der beiden Leiter verschieden, so ergeben sich auch verschiedene Gleichtaktströme auf ihnen, so daß die Summe nicht mehr gleich dem Doppelten des Stromes auf dem Leiter A allein bleibt. Gerade diese Tatsache ermöglicht es aber, den Eingangswiderstand durch geeignete Wahl der Durchmesserverhältnisse auf einen beliebigen Wert zu bringen.
  • Wegen des Fortfalls von besonderen Transformationseinrichtungen ergibt sich eine größere Einfachheit und eine größere Bandbreite als bei Anordnungen, die Anpassungsmittel mit erheblicher Frequenzabhängigkeit aufweisen. Außerdem wird bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Antenne zwangsläufig eine statische Erdung erreicht, sobald der Mantel, wie üblich, geerdet wird, so daß keine statischen Aufladungen auftreten und besondere Blitzschutzmittel in Fortfall kommen können. Bei all diesen Vorteilen bleibt der Rundstrahlcharakter der Antenne vollständig erhalten, da der in einem geringen Abstand, z. B. A/ioo, neben der Antenne verlegte Hilfsleiter nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Form des Strahlungsdiagrammes ausübt.
  • Die Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Antennenleiter größeren Durchmesser als der Hilfsleiter hat. Es ergibt sich damit nicht der vierfache, sondern z. B. bei einem Durchmesserverhältnis von 2 : 1 nur der doppelte Eingangswiderstand einer einfachen Antenne. Bei einer Länge von 2/4 bedeutet dies einen Eingangswiderstand von etwa 72 Ohm, der wegen des kleinen Wellenwiderstandes der Gesamtantenne in einem großen Frequenzband konstant bleibt.
  • Die Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nicht nur ein, sondern mehrere Hilfsleiter Verwendung finden, deren Durchmesser jeweils sehr klein gegen den Durchmesser des Antennenleiters sind. Diese Durchmesserbeziehung muß erfüllt sein,. damit die Antenne selbst durch die Hilfsleiter nicht abgeschirmt wird, in welchem Falle die geschilderte Wirkung nicht auftreten würde. Wie in Abb. 3 der Hilfsleiter, so kann auch der Antennenleiter in Einzelleiter, z. B. Drahtreusen, aufgeteilt werden, so daß sich ein System von zwei einander durchdringenden Reusen ergibt. Den Querschnitt einer solchen Anordnung zeigt die Abb. q., bei der die bandförmigen Leiter 2, q., 6, 8 Hilfsleiter darstellen, die mit dem Kabelaußenmantel verbunden sind, während die Leiter i, 3, 5, 7 den eigentlichen Antennenleiter bilden, der in den Innenleiter J des Kabels übergeht. Am oberen Ende sind sämtliche Leiter miteinander verbunden.
  • Bekanntlich stellten sich bisher erhebliche Schwierigkeiten ein, wenn eine veränderliche Abstimmung gefordert wurde, da nicht nur die Länge der Antenne, sondern auch die Anpassungs- und Ankopplungsmittel mit verändert werden mußten. Dies entfällt bei der Erfindung vollständig, da ja die Anpassung nicht durch besondere Anpassungsmittel, sondern einfach durch Wahl eines geeigneten Hilfsleiters erfolgt, was .bei gleichbleibendem Verhalten von Länge zu Wellenlänge stets zu demselben Eingangswiderstand führt. Die Abstimmung der Antenne kann demnach einfach durch Längenänderung von Antennenleiter und Hilfsleiter erfolgen, wie dies in Abb. 5 dargestellt ist.
  • Um noch größere Bandbreite zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, zwischen das untere Ende des Hilfsleiters und den Kabelaußenmantel noch einen Ohmsehen Widerstand einzuschalten. Auch die Einschaltung eines Widerstandes zwischen Antenne und Hilfsleiter am oberen Antennenende ergibt weitere Möglichkeiten zur Änderung des Eingangswiderstandes und Vergrößerung der Bandbreite.
  • Schließlich sei darauf hingewiesen, daß das Ersatzbild der Abb. i a bei gleicher Dimensionierung der Leiter A und H lehrt, daß die Gleichtaktwelle bei einer Länge Z/2 vollständig verschwindet und nur eine Gegentaktwelle übrig bleibt. Bei einer Länge von 2,/2 und gleicher Dimensionierung der Leiter strahlt das ganze System daher nicht bzw. nimmt im Empfangsfall keine Energie auf. Dies kann unter Umständen für spezielle Zwecke ausgenutzt werden, wenn z. B. eine bestimmte Station nicht empfangen werden soll.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Über eine koaxiale Leitung gespeiste Antenne für Sendung oder Empfang kurzer und ultrakurzer Wellen, bei der der Antennenleiter die Fortsetzung des Innenleiters der Zuführungsleitung bildet und parallel zum Antennenleiter in einem gegen die Wellenlänge kleinen Abstand ein Hilfsleiter geführt ist, der an seinem einen Ende mit dem Antennenleiter und an seinem anderen Ende mit dem Ende des Kabelmantels entweder unmittelbar oder über einen Ohmschen Widerstand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser des Antennenleiters und des Hilfsleiters derart bemessen sind, daß unmittelbare Anpassung zwischen Antenne und koaxialer Zuführungsleitung herrscht.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel zur Mantelwellenunterdrückung, insbesondere ein am Außenleiterende angebrachtes Gegengewicht (G), welche das obere Ende des Außenleiters hochfrequenzmäßig auf Erdpotential bringen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Antenne gleich einer Viertelwellenlänge ist. q..
  4. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hilfsleiter vorgesehen sind, die die Antenne reusenförmig umgeben.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Antenne reusenförmig aufgeteilt ist und die Einzelleiter der beiden Reusen jeweils einander benachbart sind.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des aus Antenne und Hilfsleiter bestehenden Systems veränderbar sind.
DET2359D 1940-08-06 1940-08-07 Antenne fuer kurze und ultrakurze Wellen Expired DE861430C (de)

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DET2359D DE861430C (de) 1940-08-06 1940-08-07 Antenne fuer kurze und ultrakurze Wellen

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Publication Number Publication Date
DE861430C true DE861430C (de) 1953-01-05

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ID=25762533

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DET2359D Expired DE861430C (de) 1940-08-06 1940-08-07 Antenne fuer kurze und ultrakurze Wellen

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DE (1) DE861430C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE971885C (de) * 1953-10-23 1959-04-09 Loewe Opta Ag Einrichtung zur Anpassung eines fest eingebauten Dipols

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE971885C (de) * 1953-10-23 1959-04-09 Loewe Opta Ag Einrichtung zur Anpassung eines fest eingebauten Dipols

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