Vertikalantenne, insbesondere für Peilsysteme nach dem Adcock-Prinzip
Bei Vertikalantennen, deren Höhe größer als die halbe Länge der Sende- oder Empfangswelle
ist, treten in der Vertikalcharakteristik der Strahlung bzw. des Empfangs außer
der in Richtung der Antennenachse liegenden noch weitere Nullstellen auf, deren
Anzahl und Erhebungswinkel vom Verhältnis der Wellenlänge zur Antennenhöhe abhängt.
Empfangsantennen dieser Art sind daher für Strahlungen, die unter einem bestimmten
Erhebungswinkel schräg einfallen und etwa bei der Raumwellenpeilung oder bei der
Peilung von Flugzeugen ausgenutzt werden sollen, unempfindlich.Vertical antenna, especially for DF systems based on the Adcock principle
With vertical antennas, the height of which is greater than half the length of the transmit or receive wave
are not present in the vertical characteristics of the radiation or reception
the lying in the direction of the antenna axis still further zeros, whose
The number and elevation angle depends on the ratio of the wavelength to the antenna height.
Receiving antennas of this type are therefore for radiation below a certain level
Elevation angles fall obliquely and for example with the sky wave bearing or with the
Bearing of aircraft to be exploited, insensitive.
Die frequenzabhängigen Nullstellen lassen sich aber nicht ohne weiteres
durch geeignete Bemessung der Antennenhöhe vermeiden, sobald die Antennenhöhe nach
anderen Gesichtspunkten gewählt werden muß. Diese Verhältnisse sollen an einer Adcock-Antenne
näher erläutert werden, die aus zwei gegengeschalteten Vertikalantennen A1 und A2
(vgl. den Grundriß in Abb. i a) besteht, welche im Abstand D voneinander aufgestellt
sind. Die beiden Antennen werden durch einen unter dem Azimutwinkel a einfallenden
Peilstrahl .P amplitudengleich, jedoch um den Winkel
sin a (2, # Betriebswelle) phasenverschoben erregt, und die vektorielle Gegenschaltung
ihrer Empfangsspannungen Ei und EZ ergibt als Amplitude der resultierenden Peilspannung
(vgl. Abb. i b)
Um eine hinreichende Peilschärfe zu erhalten, muß ER möglichst
groß gemacht werden. Dabei ist zu beachten, daß das Verhältnis zur Vermeidung von
Mehrdeutigkeiten in der Anzeige
bei Verwendung des Adcock-Systems in Verbindung mit einem Goniometer auch mit Rücksicht
auf Winkelfehler nicht beliebig groß - gemacht werden darf. Soll das Adcock-System
daher innerhalb eines größeren Wellenbereiches angewendet werden, dann wird der
größte zu- , lässige Antennenabstand durch die kürzeste Welle festgelegt, die noch
gepeilt werden soll. Da nun die Phasenverschiebung T der Empfangsspannungen der
Einzelantennen bei längeren Wellen geringer wird, kann die erforderliche Größe der
Peilspannung am langwelligen Ende des Peilbereiches nur bei großen Empfangsspannungen
E der Einzelantennen, d. h. bei Verwendung von hohen Vertikalantennen, erzielt werden.
Für die kürzeren Wellen ist dann zwar die Empfindlichkeit des Systems an sich günstiger,
weil die Phasenverschiebung zwischen den Empfangsspannungen der Einzelantennen zunimmt,
doch wird für diese Wellen die Höhe der Vertikalantennen größer als
und es treten die bereits erwähnten frequenzabhängigen Nullstellen in der Vertikalcharakteristik
auf. In Abb.2 sind beispielsweise die Vertikalcharakteristiken für A, = 41 und (l
= Antennenhöhe) dargestellt. Man erkennt,
daß bereits für
unter einem geringeren Erhebungswinkel eine Nullstelle auftritt. Bei weiterer Verminderung
der Wellenlänge treten noch weitere frequenzabhängige Nullstellen in der Vertikalcharakteristik
hinzu.However, the frequency-dependent zeros cannot easily be avoided by suitable dimensioning of the antenna height as soon as the antenna height has to be selected according to other aspects. These relationships will be explained in more detail using an Adcock antenna, which consists of two counter-connected vertical antennas A1 and A2 (cf. the plan in Fig. Ia), which are set up at a distance D from one another. The two antennas have the same amplitude as a result of a bearing beam .P incident at the azimuth angle α, but at the same angle sin a (2, # operating wave) excited out of phase, and the vectorial counter-circuit of their receive voltages Ei and EZ results in the amplitude of the resulting bearing voltage (see Fig. ib) In order to get a sufficient bearing sharpness, ER must be made as large as possible. It should be noted that the ratio to avoid ambiguities in the display when using the Adcock system in connection with a goniometer, it must not be made arbitrarily large, even with regard to angular errors. If the Adcock system is therefore to be used within a larger wave range, the largest permissible antenna spacing is determined by the shortest wave that is still to be measured. Since the phase shift T of the receiving voltages of the individual antennas is lower for longer waves, the required size of the DF voltage at the long-wave end of the DF range can only be achieved with high receiving voltages E of the individual antennas, ie when using high vertical antennas. For the shorter waves, the sensitivity of the system is actually more favorable because the phase shift between the receiving voltages of the individual antennas increases, but for these waves the height of the vertical antennas is greater than and the frequency-dependent zeros already mentioned appear in the vertical characteristic. In Fig. 2, for example, the vertical characteristics for A, = 41 and (l = antenna height) are shown. One recognises, that already for a zero occurs at a lower elevation angle. If the wavelength is reduced further, further frequency-dependent zeros appear in the vertical characteristic.
Um eine Antenne in mehreren verschiedenen Frequenzen erregen zu können,
ist es bereits bekannt, den Antennenleiter in zwei oder mehr Abschnitte zu unterteilen,
die entweder mit Hilfe von Schaltern verbunden bzw. getrennt werden können oder
aber durch Zweipole in Form von abgestimmten Schwingungskreisen elektrisch miteinander
verbunden sind. Diese Zweipole haben eine solche Frequenzabhängigkeit des Widerstandes,
daß sie für eine bestimmte Frequenz eine Kurzschlußresonanz und für eine andere
eine Sperresonanz bilden, so daß einmal die beiden übereinanderliegenden Antennenabschnitte
miteinander verbunden und das andere Mal voneinander getrennt sind. Mit diesen bekannten
Maßnahmen wird jedoch nur bezweckt, die Ausstrahlungsverhältnisse für bestimmte
Frequenzen möglichst günstig zu gestalten. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
wird hingegen auf diese Weise nicht ohne weiteres gelöst. Hierzu ist es vielmehr
erforderlich, gemäß der Erfindung die Zweipole mit einem monoton mit der Frequenz
ansteigenden Scheinwiderstand auszuführen und so auszugestalten und zu bemessen,
daß durch sie eine Amplituden- und phasenmäßige Zusammensetzung der Teilströme in
den einzelnen Antennenabschnitten zustande kommt, bei der frequenzabhängige Nullstellen
in der Vertikalcharakteristik innerhalb des ganzen verarbeiteten Wellenbereiches
nicht auftreten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt.
Zwischen die beiden Antennenabschnitte az und a2 ist eine durch einen Parallelwiderstand
W gedämpfte Induktivität L eingeschaltet. Die Induktivität L wird so bemessen, daß
sie im Empfangsbereich kurzer Wellen einen sehr hohen Widerstand aufweist und den
oberen Antennenabschnitt praktisch abtrennt. Für die längeren Wellen, die etwa im
Verhältnis to : z zu der kürzesten Welle liegen können, vermindert sich dagegen
der Widerstand der Induktivität derart, daß der gesamte Antennenleiter wirksam am
Empfang beteiligt ist.To be able to excite an antenna in several different frequencies,
it is already known to divide the antenna conductor into two or more sections,
which can either be connected or disconnected with the help of switches or
but through two poles in the form of coordinated oscillation circuits electrically with one another
are connected. These two poles have such a frequency dependence of the resistance,
that they have a short-circuit resonance for a certain frequency and for another
form a blocking resonance, so that once the two superimposed antenna sections
connected and separated the other time. With these well-known
Measures is only intended, however, the broadcasting conditions for certain
Make frequencies as cheap as possible. The object on which the invention is based
however, is not easily solved in this way. Rather, it is about this
required, according to the invention, the two-pole with a monotonic with the frequency
to carry out increasing impedance and to design and dimension it,
that through them an amplitude and phase composition of the substreams in
the individual antenna sections comes about, with the frequency-dependent zeros
in the vertical characteristic within the entire processed wave range
do not occur. An embodiment of the invention is shown in FIG.
Between the two antenna sections az and a2 there is one through a parallel resistor
W damped inductance L switched on. The inductance L is dimensioned so that
it has a very high resistance in the reception range of short waves and the
the upper antenna section practically separates. For the longer waves that are around in
The ratio to: z to the shortest wave decreases, however
the resistance of the inductance such that the entire antenna conductor is effective at
Reception is involved.
Zur genaueren Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Abb.
3 sind in den Abb.= 4b schematische Ersatzschaltungen für die vertikale Antenne
dargestellt. Die einzelnen Abschnitte der Antenne sind für den Bereich kürzerer
Wellen durch zwei Generatoren Ei und E2 versinnbildlicht, zwischen denen ein phasendrehender
Zweipol Z, z. B. die Parallelschaltung einer Induktivität und eines Ohmsehen Widerstandes,
liegt. Die Innenwiderstände der Antennen sind dabei in die Generatoren hinein verlegt
zu denken. Die beiden Ströme der Ersatzgeneratoren setzen sich dann phasenverschoben
zusammen und heben sich bei richtiger Bemessung des Zweipols im gesamten Wellenbereich
niemals auf. Für den Fall des Empfängers längerer Wellen gilt dagegen das in Abb.4
dargestellte Ersatzschaltbild, bei dem beide Antennenabschnitte etwa wie eine durchlaufende
Einzelantenne wirken und durch einen einzigen Generator E ersetzt werden können.For a more detailed explanation of the mode of operation of the arrangement according to Fig. 3, schematic equivalent circuits for the vertical antenna are shown in Fig. 4b. The individual sections of the antenna are symbolized for the range of shorter waves by two generators Ei and E2, between which a phase-rotating two-pole Z, z. B. the parallel connection of an inductance and an Ohm see resistor is located. The internal resistances of the antennas are to be thought of as being laid in the generators. The two currents of the substitute generators are then put together out of phase and, if the two-terminal network is correctly dimensioned, never cancel each other out in the entire wave range. In the case of the receiver of longer waves, however, the equivalent circuit diagram shown in Fig. 4 applies, in which both antenna sections act roughly like a single continuous antenna and can be replaced by a single generator E.
Um einen möglichst konstanten Fußpunkt-widerstand der Einzelantennen
zu erhalten, ist bereits vorgeschlagen worden, bei Adcock-Systemen Reusen zu benutzen.
Auch in diesem Fall läßt sich der Erfindungsgedanke in der in Abb. 5 dargestellten
Weise anwenden. Es werden dann zwei oder mehr Reusen R1, R2 unter Zwischenschaltung
eines frequenzabhängigen Zweipols, beispielsweise wieder einer Induktivität
L und eines Parallelwiderstandes W, in Serie geschaltet.In order to obtain a base point resistance of the individual antennas that is as constant as possible, it has already been proposed to use traps in Adcock systems. In this case, too, the concept of the invention can be applied in the manner shown in FIG. Two or more traps R1, R2 are then connected in series with the interposition of a frequency-dependent two-pole, for example again an inductance L and a parallel resistor W.
Auch bei Antennen mit Fachwerkkonstruktion kann der Erfindungsgedanke
angewendet werden, indem die metallische Mastkonstruktion durch einen isolierenden
Konstruktionsteil unterbrochen wird, der durch einen frequenzabhängigen Zweipol
überbrückt ist.The concept of the invention can also be used for antennas with a framework construction
can be applied by placing the metal mast construction through an insulating
Construction part is interrupted by a frequency-dependent two-pole
is bridged.