DE886168C

DE886168C - Antenna arrangement provided on the aircraft, the air conductor structure of which consists exclusively of parts of the aircraft itself, at least with regard to the components that determine its mechanical strength

Info

Publication number: DE886168C
Application number: DEL4930D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Kloepfer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-05-28
Filing date: 1944-05-28
Publication date: 1953-08-13

Description

Am Flugzeug vorgesehene Antennenanordnung, deren Luftleitergebilde wenigstens hinsichtlich der Bestandteile, die seine mechanische Festigkeit bedingen, ausschließlich aus Teilen des Flugzeuges selbst bestehen Die in Fahrzeugen, insbesondere in Flugzeugen verwendbaren Antennen, sind entweder mehrteilige, aus dem eigentlichen Antennenleiter und dessen Gegengewicht bestehende Antennen, Rahmenantennen oder elektrisch jeweils aus einem Teil bestehende Luftleiter; deren räumliche Abmessungen derart sind, da,ß sich mindestens ein Strombauch für betriebsfrequenite wellen ausbilden kann. Für die erstgenannte Antennenart stellt z. B. ein zweiteiliger (seriengespeister) Dipol und für die Jetztgerannte Antennenart ein aus einem Einzelstab bestehender Dipol den jeweils symmetrisch ausgebildeten Sonderfall dar, Für Antennen der letztgenannten Art, die also aus einem einteiligen Luftleiter bestehen, isst ein, zu einem Stück des Luftleiters im Nebenschluß liegender Stromkreis, in dem das Ankopplungsglied des anzuschließenden Funkgerätes liegt, für die Ankopplüng erforderlich (Schleifenank opplung, Parallelspeisung). Diese Ankopplungsa;rt ermöglicht die Verwendung von metallischen Flugzeugteilen, insbesondere von metallischen Flugzeugköxperwänden als Luftleiter für im Flugzeug untergebrachte Funk= geräte. Vorzugsweise werden die Le:twerkflächen .als Luftleiter verwendet; das im Schleifenstro,mkreis liegende obengenannte Ankopplungsglied kann gegehenenfalls -der, von, der Antenne aus betrachtet, vorhandene Eingangswiderstand dies Antennenan;passungsgerätes Moder ,etwa unmittelbar der H.ochfrequenzener:gieleitung (Kabelleitung) sein, die @dse Antennenanordnung mit dem Funkgerät verbindet.Antenna arrangement provided on the aircraft, its air conduction structure at least with regard to the components that determine its mechanical strength, consist exclusively of parts of the aircraft itself Die in vehicles, in particular Antennas that can be used in aircraft are either multi-part, from the actual Antenna conductor and its counterweight existing antennas, loop antennas or electrical air conductors each consisting of one part; their spatial dimensions are such that at least one current flow for operating-frequency waves is formed can. For the former type of antenna z. B. a two-part (series fed) Dipole and for the now running antenna type one consisting of a single rod Dipole represents the symmetrically designed special case, for antennas the latter Kind, which consists of a one-piece air duct, eats one piece of the air conductor shunted circuit in which the coupling link of the radio to be connected is required for the coupling (loop tank coupling, parallel feed). This coupling method enables the use of metallic aircraft parts, in particular metallic aircraft body walls as an air conductor for radio equipment housed in the aircraft. Preferably be the le: twerk surfaces. used as air conductors; that lying in the loop flow The above-mentioned coupling member may if necessary -the, of, the Looking at the antenna, the existing input resistance of this antenna matching device Moderate, about immediately the high frequency: gieleitung (cable line) be that @dse antenna arrangement connects to the radio.

Diese Schleifenanko.pplung von metallischen Flugzeugkörperflächenteilen, insbesondere von Leitwerkflä.chen, hat bestimmte Nachteile. Der,erwähnte Verbindungsleiter zwischen Ankop.plungsglie@d an:d den Ankopplungspunkben des Flugzeugkörperteiles stellt entweder einen außenliegenden, den Luftströmungswiderstanderhöhenden Draht bzw. stangenförmigen Zusatzteil dar, Moder er erfordert eine besondere Umkleiduri.g bzw. eine besondere Ausbildung es als. Luftleitergebilde verwendeten Flugzeugkörpierteü,es dergestalt, daß -der Leiter unter einer Verkleidung aus Isoliermaterial versenkt angebracht wird.This loop coupling of metallic aircraft body surface parts, especially of tail surfaces, has certain disadvantages. The aforementioned connection conductor between Ankop.plungsglie@d to: d the coupling points of the aircraft body part either provides an external wire that increases the air flow resistance or rod-shaped additional part, Moder it requires a special Umkleiduri.g or a special training it as. Air duct structures used aircraft body parts, it such that the conductor sunk under a covering made of insulating material is attached.

In elektrischer Hinsicht ist grundsätzlich der Nachteil vorhanden, dä.ß die Anregung durch .einen Schleifenleiter, der in der Nähe des Luftleiters selbst zum Ankopplungspunkt hingeführt ist, einen verh,ältnismäß#g geringen Strahlungswiderstand-der Antennenanordnunig ergibt, der den Wirkungsgrad bekanntlich stark herabsetzen kann. Wird der Anko,pplungsleiber in Form eines Koiaxinlkabe#ls ausgeführt, so, ergeben sich ,allerdings hinsichtlich der Erzielung seines höheren Strahlungswiderstandes günstigere Voraussetzungen, dadurch Anschluß einer erdsymmetrischen Spannungsquelle, a, diese kotaxiale Leitung der Strahlungswiderstand erhöht werden kann. Als ungünstiger Umstand ist dabei j-edo;ch der normalerweise :dann zusätzliche Aufwand zu bewerten, der zur Symmetrierung einer erdsymmetrischen Spannungsquelle notwendig ist.From an electrical point of view, there is basically the disadvantage the excitation by .a loop conductor, which is close to the air conductor is itself led to the coupling point, a relatively low radiation resistance-der Antennenanordnunig results, which, as is well known, can greatly reduce the efficiency. If the connection is carried out in the form of a Koiaxin cable, so, surrender itself, but with regard to achieving its higher radiation resistance more favorable conditions, thus connection of a voltage source balanced to ground, a, this cotaxial conduction the radiation resistance can be increased. As less favorable The fact is j-edo; ch which usually: then evaluate additional effort, which is necessary for balancing a voltage source balanced to ground.

Die ;angedeuteten Mängel beiden bekannten Anordnungen werden gemäß der Erfindung dadurch grundsätzlich vermieden, daß die Verbindungsteile von Teilen des Luftleitergebildes, das, wie gesagt, ausschließlich aus Teilen des Flugzeuges selbst besteht, so ausgeführt werden, daß idiese einen hohen ielektrischen Widerstand für die betriebsfrequenten Ströme des iangeschlossenen Funkgerätes darstellen, und daß das Ankopplungsglie@d .des Funkgerätes derartig ;angeschlossen wird, da.ß Jiiesies in Reihe mit den Luftleherteillen lügt.The indicated deficiencies in both known arrangements are in accordance with the invention in principle avoided that the connecting parts of parts of the air duct structure, which, as I said, consists exclusively of parts of the aircraft itself is designed so that it has a high dielectric resistance for the operating-frequency currents of the connected radio device, and that the coupling member @ d. of the radio device is connected in such a way that jiiesies lies in line with the air lighter parts.

Sind Flugzeugkörperteile vorhanden, die ihrer Form und Lage nach für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens geeignet sind, aber aus nichtleitendem Material, wie z. B. Holz, Bestehen, so, gewinnt die Erfindung auch für solche Voraussetzungen die gleiche Bedeutung wie im Fall des Vorhandenseins metallischer Flugzeugflächenteile, wenn dies- betreffenden Flugzeugteile entsprechend der Erfindung durch einen metallischen I7berzug leitend gemacht werden. Die Erfindung bezieht sieh somit grundsätzlich auf Antmrnenanordnungen, denen: Luftleifiergebilde in konstruktiver Hinsicht, d. h. hinsichtlich ihrer Bestandteile, die ihre FestIgkeit bedingen, ausschließlich aus Teilen des Flugzeuges selbst bestehen. -Handelt ies .sieh ium den zuletzt genannten Fall, d. b. @um, ein Flugzeug, dessen Körperwände wenigstens teilweise aus nichtleiteüdem Stoff bestehen, so wird igemäß einemTeil der Erfindung mindestens der eine der Luftleiter Tals MettallbeIng auf den aus nchtleimendern Material bestehenden Körperfläch-,ii derart angebracht, daß dieser Luftleiter gegenüber seinem Gegengewicht elektrisch isoliert ist. Der Seheuanschluß des Ankopplungsgliedes des Funkgerätes kann demgemäß in einfacher Weise erfolgen.Are there any aircraft body parts which, according to their shape and location, are suitable for the realization of the inventive idea are suitable, but from non-conductive Material such as B. wood, existence, so, the invention wins even for such conditions the same meaning as in the case of the presence of metallic aircraft surface parts, if this-relevant aircraft parts according to the invention by a metallic The coating must be made conductive. The invention thus relates in principle on drive assemblies, which: Luftleifiergebilde from a constructive point of view, d. H. with regard to their components, which determine their strength, exclusively consist of parts of the aircraft itself. -Is this .see the last named Case, d. b. @um, an airplane whose body walls are at least partially made of non-conductive In accordance with one part of the invention, at least one of the air conductors is made Valley metal lining on the body surface consisting of non-gluing material, ii mounted in such a way that this air conductor is electrically connected to its counterweight is isolated. The Sehe connection of the coupling member of the radio device can accordingly done in a simple manner.

Die erfinidungsgemäße Anbringung wenigstens eines der beiden Luftleiterbeile bringt im übrigen die vorteilhafte Möglichkeit mixt sich, mittels der flächenhaften Formgebung des Metallbielages, äbgesehen von der erforderlichen Isolierung; eine bestimmte elektrische Antennencharakteristik zu erzielen. Män kann also in empirischer Weise für einten jeweils gegehenen Fall diesbezüglich ein. Op timlumerzielen, um z. B. ein bestimmtes A:ntennenrichtditagra:mm (Runddiagramm) .oider aber auch z. B. einte ausgesprochene Bneitbaxudcharakteristik zu gewinnen. Was die letztgenamte Möglichkeit betrifft, so bedeutet der ierfindungsgemäße unmittelbare Serienanschluß des Ankopplungsglie,des des Funkgerätes den grundsätzlichen Vorteil, dlaß die @an sieh vorhandene Breitbandcharakteristik vorn $ä,clenhaften Luftleterteilen uneigigeschränkt zur Gelburig kommt, was bei, der Schleifen;au Dopplung wegen der Induktivität der Schleife nicht der Fall ist.The attachment according to the invention of at least one of the two air guide brackets incidentally brings the advantageous possibility of mixing, by means of the two-dimensional Shaping of the metal sheet, apart from the required insulation; one to achieve certain electrical antenna characteristics. Man can therefore in empirical Submit a case in this regard for a given case. Op timlumer aim to z. B. a certain A: ntennenrichtditagra: mm (round diagram) .oider but also z. B. to win a pronounced Bneitbaxudcharakteristik. What the latter Possibility concerns, so the ierfindungsgemeinschaft means immediate serial connection the coupling element, that of the radio, the basic advantage that the @an See existing broadband characteristics at the front, unrestricted air gauge parts to the Gelburig comes what at, the loops; au doubling because of the inductance of the Loop is not the case.

Bei einem Flugzeug, dessen Körperwände wenigstens üdlweire aus Metall bestehen, erfordert die @erfmdungsge)näße Anweisung, daß zwischen den als Luftleiter verwendeten metallischen Körperwänden ein nvechlanisches Zwischenglied vorhanden isst, das einen hohen elektrischen Widerstand für @di;e Betrüebsfrequenz des anges.chlosseneni Funkgerätes darstellt. Zunächst ist daran zu denken, die Befestigungsmittel zwischen den betreffenden Körperwänden bzw. Flugzeugteilen aus Isoliermaterial herzustellen.In an airplane whose body walls are at least made of metal exist, the @erfmdungsge) wet instruction requires that between the air conductors The metallic body walls used have a non-mechanical intermediate link eats, which has a high electrical resistance for @di; e discomfort frequency of the connectedi Represents the radio. First of all, remember to put the fasteners between produce the relevant body walls or aircraft parts from insulating material.

Gemäß einem weiteren Teil der Erfindung ist das aber nicht notwendig hinsichtlich -der erforderlichen Bolzen ioder sonstigen Zug- oder Büegungsspannungen ;aufnehmenden Mb- Moder stangenförmigen Konstruktionsteile. Diese körnen vielmehr aus Metall bestehen; wenn erfindungsgemäß ihre Länge so ,groß gewählt wird, daß sie eine Indluktivität haben, die für- die Betriebsfrequenzen: des angeschlossenen Funkgerätes einten Widerstand von der Größenordnung sonstiger BlindwIderstände .am Fußpunkt der Antennenanordniung haben. Ja, man kann noch- einen Schritt weitergehen, indem man diese Befestigungsteile b.ewußt so- ausbildet, d@aß sie in elektrischer Hinsicht einen Blindwiderstand darstellen, der zur Kompensation einer an, sich vorhandenen lunerwünschten Frequenzabhängigkeit der Antennenanordnung geeignet ist.According to a further part of the invention, however, this is not necessary with regard to the required bolts or other tensile or bending stresses; receiving Mb moderately rod-shaped structural parts. Rather, these can consist of metal; if, according to the invention, their length is chosen so large that they have an inductance which for the operating frequencies: of the connected radio device have a resistance of the order of magnitude of other reactive resistances at the base of the antenna arrangement. Yes, one can go one step further by consciously designing these fastening parts in such a way that they represent a reactance from an electrical point of view which is suitable for compensating for an undesired frequency dependence of the antenna arrangement that is present.

Es ist bekannt, daß, flächenhafte Luftleiter von Antennen, z. B. Dipiolen,eine ausgesprochene Breitb,andcharakteristik haben. Die gegebene Möglichkeit, bei der trfindungsgemäßen Antennenanordnung die Breite des Luftleiters zu seiner Länge 'besonders wählen zu können, schafft die Voraussetzung dafür, # daß die Antennencharakteristik so breit gemacht werden kann, daß in ein solches breites Band der Antenne die, Abstimmbereiche von verschiedenen Bordfunkgeräten fallen. Dieser Umstand wird gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung zur grundsätzlichen Vereinfachung der gesamten Funkanlage d',n Bord eines Flugzeuges in der Weise ausgenutzt, daß an eine entsprechend der Erfindung ,ausgebildete Antennenaniordnung gleichzeitig mehrere Funkgeräte angeschlossen werden.It is known that planar air conductors of antennas, e.g. B. Dipiols, a have pronounced broadband characteristics. The given possibility in the According to the invention the antenna arrangement, the width of the air conductor to its length 'especially Being able to choose creates the prerequisite for # that the antenna characteristics so can be made wide that in such a wide band the Antennas that fall within the tuning ranges of different on-board radios. This condition is according to a further step of the invention for fundamental simplification the entire radio system d ', n is used on board an aircraft in such a way that to an antenna arrangement designed according to the invention at the same time multiple radios can be connected.

Die schematischen Abbildungen dienen der Veranschaulichung des Erfindlungsgegenstandes.The schematic illustrations serve to illustrate the subject matter of the invention.

Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel .der erfindungsgemäßen Antennenansordnung bei einem Flugzeug, dessen Seitenleitwerk i ;aus Holz besteht. Dieses Seiten:leItwerk ist auf beiden Seiten mit dem Metallbelag 2 belegt, der unten spitz a'uslaufe'nd an Fußpunkt 3 an den Kabelleiter q. angeschlossen ist. Der Mantelleiter 5 des Kabels, das die Verbindung mit dem im Flugzeug untergebrachten Bordfunkgerät herstellt, ist an Metallteile- (im gegebenen Fall z. B. an :dies aus Metall bestehende Rumpfwand 6) @angeschlossen. Diese Metallteile stellen das Gegengewicht zu dem Luftleiber 2 dar. Sind keine zur Verwendung .als Gegengewicht ;geeigneten Metallteile im .oder am Flugzeugrumpf vorhanden, so kann .auch das Gegengewicht durch einen Metallbelag in der erfindungsgemäßen Weisse geschaffen werden. So. ist es z. B. vorteilhaft, :die in einem) solchen Fall ebenfalls aus Holz bestehenden Höhenleitwerke mit einem metallischen Belag zu versehen, der Tals solcher mit dem Leiter 5 verbunden wird und demgemäß :als das Gegengewicht des Luftleiters 2 wirksam ist.Fig. I shows an embodiment of the antenna arrangement according to the invention in the case of an aircraft whose vertical stabilizer i; is made of wood. This page: LEITwerk is covered on both sides with the metal coating 2, which tapers out at the bottom at foot point 3 to the cable ladder q. connected. The sheathed conductor 5 of the cable, that establishes the connection with the on-board radio housed in the aircraft, is on metal parts (in the given case e.g. on: this fuselage wall made of metal 6) @ connected. These metal parts act as a counterweight to the air body 2. Are not suitable for use as a counterweight; metal parts in the .or present on the aircraft fuselage, the counterweight can also be provided with a metal covering be created in the white according to the invention. So. is it z. B. advantageous, : the horizontal stabilizer, which is also made of wood in such a case, with a to provide metallic covering, the valley of such with the conductor 5 is connected and accordingly: acts as the counterweight of the air guide 2.

Das in Ab@b.2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die erfindungsgemäße Antennenanordnung an einem Flugzeug', dessen Seitenleitwerk i i aus Metall besteht. Zwischen dein. Rumpf 12 'und dem Wandkörper i i des Seitenleitwerks ist der Isolierstreifen eingefügt, so daß .sich ian dieser Stelle eine, Trennung der Luftleiter ergibt, nämlich des eigentliehen Antennenleiters, der durch die Leitwerkswand gebildet wird, und :der säls Gegengewicht verwendeten Flugzeugrumpfwand 12. Die Befestigung des Leitwerks an dem' Flugzeugrumpf ist mittels der Schraubenbiolzen 14 und 15 durchgeführt. Er, findungsgemäß sind :dabei @die Querrippen 16 (im, Flugzeugrumpf) und 17 (im Leitwerk) so, weit voneinander entfernt angeordnet, daß,die Länge der Schrsaubenbolzen 14 und 15 einen, induktiven Blindwiderstand ergibt, :der in seiner Größenomdaung derjenigen anderer Scheinwiderstände, die am Ausgang :des An'tennenanpassungsgerätes 18 vorhanden sind, entspricht. Die, Ausgangsklemmen des Antennenanpassiungsgerätes 18 sind einerseits mit der. Rumpfwand 12, andererseits mit der Querrippe 17 verbunden; an die Eingangsklemmen ist :die Hochfrequenzenerp ebeitung 19 angeschlossen. Die Längenabm@esslung der Schraub,enb,olzen 14 und 15 ist so .gewählt, d!aß die I.nduktivität beider eine kapazitive Komponente des Antennenfußpunktwiiderstandes: derart kompensieren, daß über den Abstimmbereich des Funkgerätes der Fußpunktwiderstand der Antenne nahezu blindwiderstandsfre'i ist.The embodiment shown in Ab@b.2 shows the inventive Antenna arrangement on an aircraft 'whose rudder unit i i is made of metal. Between your The insulating strip is the fuselage 12 'and the wall body i i of the vertical stabilizer inserted so that there is a separation of the air ducts at this point. namely the actual antenna conductor, which is formed by the tail unit wall, and: the aircraft fuselage wall used as a counterweight 12. The attachment of the The tail unit on the aircraft fuselage is carried out by means of the screw bolts 14 and 15. He, according to the invention are: while @ the transverse ribs 16 (in, aircraft fuselage) and 17 (in Tail unit) so, far apart, that the length of the screw bolts 14 and 15 results in an inductive reactance: the one in its size range those of other apparent resistances that are at the output: of the antenna adapter 18 are present, corresponds to. The, output terminals of the antenna adjustment device 18 are on the one hand with the. Fuselage wall 12, on the other hand connected to transverse rib 17; The following is connected to the input terminals: the high-frequency processing 19. the The length dimension of the screw, enb, olzen 14 and 15 is chosen so that the inductivity both have a capacitive component of the antenna base resistance: compensate in such a way that that over the tuning range of the radio the base resistance of the antenna is almost is free of reactive resistance.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Antenna arrangement provided on the aircraft, the air conduction structure of which, at least with regard to the components: which determine its mechanical strength, exclusively consists of parts; : of the aircraft itself, characterized in that the mechanical connecting parts between parts of the air conductor structure s: oi are designed to represent a high electrical resistance for currents of the operating frequency of the connected radio device, around the coupling element .des radio device: is connected in this way that this is in series with: the air duct parts.

2. To: an aircraft whose Body walls at least partially: made of non-conductive material, provided Antenna arrangement according to Claim i, characterized in that @ diaß at least the a zderan, the coupling element of the radio device; connected air duct parts : as a metal covering; attached to a body surface made of non-conductive material is.

3. Antenna arrangement according to claim 2, characterized in that: thatby the extensive shaping of the metal covering, apart from. the one against the other Air duct parts required; Insulation, .a specific electrical characteristic the antenna is achieved: q .. On an aircraft, whose body walls' at least partially , made of metal, provided antenna arrangement according to claim i, characterized in that, that of two metal body parts that never form parts of air ducts, the one attached to the other by metallic fasteners, the legs inductive Resistance of a suitable size for the operating frequencies: des, connected Represent radio device.