DE873860C

DE873860C - Antennensystem

Info

Publication number: DE873860C
Application number: DEN2314D
Authority: DE
Inventors: Tjiske Douma
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1940-07-20
Filing date: 1941-07-29
Publication date: 1953-04-16
Also published as: NL60001C; GB602068A; CH220368A; FR875965A; BE220358A; US2345735A; BE442355A

Description

Für Fernübertragung oder Fernsehempfang sowie für gewisse Systeme von Höhenmessung und zur Kenntlichmachung von Hindernissen unter Verwendung einer hohen Trägerwellenfrequenz (Ultrakurzwellen) werden Antennensysteme benötigt, die im Gegensatz zu einer einfachen Dipolantenne eine Impedanz besitzen, deren Absolutwert sich für ein Frequenzgebiet von etwa ioo/o der Trägerwellenfrequenz um höchstens ioo/o ändert.

Für solche Zwecke ist es bekannt, ein Dipolantennensystem zu verwenden, das aus zwei mit den Spitzen gegeneinander aufgestellten kegelförmigen Metallkörpern besteht.

Ein Nachteil dieser sog. Kegelantenne ist die verwickelte und schwerfällige Bauart, die zur Erzielung einer genügenden mechanischen Festigkeit erforderlich ist, wodurch das Antennensystem ver-

hältnismäßig kostspielig wird; außerdem weist sie eine für Montage auf einem Flugzeug wenig geeignete Form auf.

Die Erfindung hat ein für die obengenannten Zwecke geeignetes Antennensystem von einfacher und billiger Bauart zum 'Zweck.

Dazu wird bei einem Antennensystem, das wenigstens zwei neben und parallel zueinander aufgestellte gleichphasig erregte Strahler enthält, deren Abstand voneinander klein in bezug auf die Länge der Strahler ist, während die Strahler in bezug auf die Speiseleitung mittels zwischen den entsprechenden Enden der Strahler angeordneter Kurzschlüsse in Reihe geschaltet sind, erfindungsgemäß jeder der genannten Kurzschlüsse derart ausgebildet, -daß er sich über 'einen Teil der Länge der Strahler erstreckt .und in der Längsrichtung der- Strahler

gesehen, -nebeneinander und in der Nähe .der Enden liegende Punkte eines der Strahler unmittelbar mit entsprechend gelegenen Punkten des anderen Strahlers bzw. der anderen ,.Strahler vierbindet. Das erfmdungsgemäße Antennensystem wird vorzugsweise bei einer Wellenlänge verwendet, die etwa der "doppelten' Länge 'eines Strahlers entspricht. Es wurde festgestellt, daß eine im Hinblick auf den beabsichüigten Zweck, sehr günstige Form der ίο Impedanzfrequenzkurve des Antennensystems erhalten wird, wenn jeder der genannten Kurzschlüsse sich, in der Längsrichtung der Strahler geseheri, über einen Abstand erstneckt, der größer als ¹Z₂₀ und kleiner als ¹Z₅ der Länge eines Strahlers ist. Vorzugsweise wird jeder der Kurzschlüsse voii einer flachen Metallplatte gebildet, die in oder wenigstens nahezui in meiner zumindestens zwei .der Strahler enthaltenden Ebene gelegen ist.

Eine besonders günstige Impedanzfrequenzkurve des erfindungsgemäßen Antennensystems wird durch Verwendung vion zwei .Strahlern erzielt, wenn einer der beiden Strahier aus einem Metallband besteht, dessen Breite vorzugsweise kleiner "als der Abstand der beiden Strahler ist, während der andere Strahler in der Mitte unterbrochen und mit den Enden einer Übertragungsleitung verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher lerläUitert. In

Fig. ι ist zum Vergleich.¹" mit' dem erfindungsgemäßen Antennensystem ein bekanntes Antennensystem dargestellt;

Fig. 2 und 3 zeigen günstige Ausführungsformen von erfmdungsgeinäßen Antennensystemen; in

Fig. 4 sind die Impedanzfrequenzkurven der in den Fig. i, 2 und 3 gezeigten Antenniensysteme für Wellenlängen von der Größenordnung der doppelten Länge eines Strahlers dargestellt.

Das in der Fig. ϊ dargestellte, bekannte Antennensystem· besteht aus drei in geringer Entfernuriig neben und parallel zueinander aufgestellten Strahlern 1,2,3, deren Länge nahezu der Hälfte der verwendeten Wellenlänge entspricht. Dier mittlere der Strahlen-," 2, ist in der Mitte unterbrochen und mit einer Übertragungsleitung 4 verbunden, die mit einem nicht' dargestellten Sender oder Empfänger verbunden ist. Zwischen 'entsprechenden Enden der Strahler sind Kurzschlüsse 5 vorgesehen. Es 'darf als bekannt vorausgesetzt werden, daß die Strahler eines solchen Antennensystems gleichphiasig erregt werden und infolgedessen, 'die Impedanz bei Resonanz .eines solchen dreifachen Dipols etwa neunmal größer als die Resonanzimpedanz eines leinfachen Dipols ist.

In .der Fig. 4 ist der Absolutwert 'der Impedanz des Antennensystems nach Fig. 1 von der Übertragungsleitung aus gesehen, in Abhängigkeit von der Frequenz durch die Kurve I dargestellt. Daraus ergibt sielt, daß 'dieser in der Nähe der etwa - 71 MgHZSek. betragenden Resonanzfrequenz der Antenne sich stark ändert.

Das in der Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Antennensystem besteht, gleich wie 'das Antennensystem mach Fig. i, aus drei neben und parallel zu-• einander aufgestellten Strahlern 6, 7 und 8, von ' denen der mittlere unterbrochen und mit einer Übertragungsleitung 9 verbunden ist. An den Enden sind die Strahler wieder kurzgeschlossen, aber im Gegensatz zu dem Antennensystem nach Fig. 1 wird der Kurzschluß " der entsprechenden Enden der _:- Strahler durch flache Platten 10 herbeigeführt, die in. der allen Strahlern gemeinsamen Ebene gelegen sind. Von jeder dieser Platten wird ein sich über einen Teil der Strahlenlänge erstreckender Kurzschluß herbeigeführt, 'und es werden nebeneinander und in der Nähe der Enden legende Punkte eines der Strahler direkt mit entsprechend liegenden Punkten der anderen Strahler verbunden.

Wie aus 'der für das Antennensystern nach Fig. 2 bemessenen Impedanzfrequenzkurve II hervorgeht, ist die Höchständerung der Antennenimpedanz, wenn die Trägerwellenfrequenz der zu übertragenden oder zu empfangenden Schwingungen etwa 61 MgHZSek. beträgt, für ein Frequenzgebiet von etwa ι ο OZo der TrägemeUenfrequenz (58 bis 64 MgHZSek.) kleiner als 80Z0 der mittleren Antennenimpedanz.

Eine noch günstigere Form der Impedanzkurve des lerfmdungsgemäßen Antennensystems wird mittels des aus zwei Strahlern bestehenden Antennensystems nach' Fig. 3 erhalten. Nach dieser Ausfuhrungsform sind die beiden Strahler 11 und 12 an den Enden durch in der die beiden Strahler enthaltenden Ebene gelegene Metallplatten 13 miteinander über einen Abstand verbunden, der etwa Vio Teil der Länge eines Strahlers oder aber* etwa ¹Z₂₀ Teil der verwendeten Wellenlänge beträgt, gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Der obere der beiden Strahler, 11, besteht jetzt aber aus einem Metallband, dessen Breite kleiner als der Abstand der Strahler ist. Der andere .der beiden Strahler, 12, ist in der Mitte unterbrochen iund stnit den Enden der Übertragungsleitung 14 verbunden.

In der Fig. 4 ist III die Impedanzfrequenzkurve des Antennensystems nach Fig. 3. Daraus ergibt sich¹, 'daß für ein Frequenzgebiet von mehr als ι ο OZo der mittleren Frequenz, nämlich 8 MgHZSek. (56 bis 64 MgHZSek.) 'die Höchständerung der Antennenimpedanz weniger als 10Z0 beträgt, d. h. daß die Ant'ennenimpedanz für praktische Zwecke als konstant betrachtet werden kann.

Es- wird noch bemerkt, .daß der Absolutwert der Impedanz des in der Fig. 3 dargestellten, aus zwei Strahlern bestehenden Antennensystems ungefähr der gleiche ist wie der des aus drei Strahlern· bestehenden Antennensystems nach Fig. 2. In den beiden Fällen beträgt diese Impedanz etwa 700 Ohm, welcher Wert mit Rücksicht auf 'die Anpassung der Impedanz des Antennensystems lan die der Übertragungsleitung besonders günstig ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Antennensystem mit wenigstens zwei neben- ■ und parallel zueinander aufgestellten, gleich'-phasig erregten Strahlern, denen Abstand von-

einander klein in bezug· auf die Länge der -Strahler ist, während die Strahler in bezug auf die Speiseleitung mittels zwischen entsprechenden Enden der Strahler angeordneter Kurzschlüsse in Reihe geschaltet sind, welches Antennensystem vorzugsweise bei einer etwa der doppelten Länge eines der Strahler entsprechenden Wellenlänge verwendet wird, 'dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten Kurzschlüsse sich über einen Teil der Strahlerlänge erstreckt, in der Weise, daß, in der Längsrichtung· der Strahler gesehen, nebeneinander und in der Nähe der Enden liegende Punkte eines der Strahler unmittelbar mit entsprechend liegenden Punkten des anderen Strahlers bzw. der anderen Strahler verbunden sind.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der genannten Kurzschlüsse sich, in der Längsrichtung der Strahler gesehen, über einen Abstand erstreckt, der aa größer als ¹Z₂₀ und kleiner als V5 Teil der Länge eines Strahlers ist.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kurzschlüsse von einer flachen Metallplatte gebildet wird, die in oder wenigstens nahezu in einer, zumindest zwei der Strahler enthaltenden Ebene gelegen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5860 4.