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Antennenanordnung Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, die
aus zwei oder mehr in einer Zeile angeordneten, mit ihren Enden zusammenstoßenden
Einzelstrahlern besteht.
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Es ist bekannt, daß bei zwei Strahlern, die in einer Zeile angeordnet
sind und von einem Endpunkt aus in Serie gespeist werden, der Strom in dem einen
Strahler gegenphasig zu dem Strom im anderen Strahler fließt, so daß die Antenne
in der Richtung senkrecht zu der Zeile nicht strahlt. Diese Schwierigkeit wird durch
die bekannte Franklinantenne behoben, bei der zwischen den beiden Strahlern eine
Phasenumkehrleitung vorgesehen ist, die bewirkt, daß der Strom im unterem Strahler
in Phase mit dem Strom im oberen Strahler ist. Eine solche Antenne hat jedoch zwei,
praktische Nachteile: Erstens ist das einwandfreie Arbeiten der Phasenumkehrleitung
weder leicht zu erreichen noch ist die Phasenumkehrleitung im Betrieb wirksam, und
zweitens ist es nicht immer wünschenswert, in beiden Strahlern die gleiche Stromstärke
zu haben, wie dies bei der Franklinantenne der Fall ist. Es ist nämlich bekannt,
daß bei in einer Zeile angeordneten Strahlern die Form der resultierenden Richtcharakteristik
durch verschiedenartige Speisung der einzelnen Strahler wesentlich beeeinflußt «erden
kann.
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Gemäß der Erfindung werden zwei oder mehr in einer Zeile angeordnete
und mit ihren Enden zusammenstoßende Einzelstrahler gleichzeitig an einem Ende der
Zeile und zwischen ihren zusammenstoßenden Enden derart gespeist, daß die
von
den verschiedenen Speisungen herrührenden Stromkomponenten in sufeinanderfolgenden
Einzelstrahlern unterschiedliche gegenseitige Phasenlagen aufweisen.
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Die Erfindung soll an Hand der als. Ausführungsbeispiele dienenden
Abbildungen näher erläutert werden. In Abb. i a sind zwei in einer Zeile angeordnete
vertikale Ä/2 ,lange Stnahler:i und 3 idargestellt, die von einem Sender E von der
Mitte her gespeist werden. Die Stromverteilung, die dabei auftritt, ist durch die
punktierten Kurven 5 und 7 angegeben. Abb. i b zeigt zwei in einer Zeile angeordnete
vertikale A,/2 lange Strahler 9 und i i, die vom Fußpunkt des unteren Strahlers
i i aus durch den Sender E' gespeist werden. Die hierbei auftretende Stromverteilung
ist durch die punktierten Kurven. 13 und 15 dairgestellt. Man sieht, daß die Ströme
in diesem Fall in beiden Strahlern gegenphasig sind.
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In der Abb. i c sind zwei in einer Zeile angeordnete vertikale .1/2
lange Strahler 17 und igi dargestellt, die gemäß der Erfindung von zwei verr@ schiedenen
Punkten gespeist werden. Der eine Punkt ist durch den Sender E dargestellt, der
die beiden Strahler 17 und i9 von der Mitte her speist; der andere Sender E' liegt
zwischen dem unteren Ende des Strahlers i9 und der Erde. Bei dieser Anordnung sind
also die in den Abb. i a und i b dargestellten Speisungsarten miteinander kombiniert.
Die sich ergebende Stromverteilung ist durch die punktierten Kurven 2i und 2.3 angegeben.
Diese Kurven bedeuten die algebraische Summe der voniden einzelnen Sendern derAntenne
zugeführten Ströme.
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Die Stromverteilung in den beiden Strahlern kann durch Änderung der
relativen Phasen- und Amplitudenbeziehungen beliebig geändert werden. Man hat also
auf diese Weise die Möglichkeit, die Form der Richtcharakteristik des Strahlensystems
weitgehend zu beeinflussen. Im' allgemeinen wird ein großer Erhebungswinkel der
Ausstrahlung als unerwünscht betrachtet, weil dadurch Schwunderscheinungen schon
verhältnismäßig nahe dem Sender auftreten. In gewissen Fällen kann aber ein großer
Erhebungswinkel auch von Vorteil sein. Eine solche Ausstrahlung kann durch die Erfindung
.ebenfalls erzeugt werden.
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In Abb. 2 a ist der Abstrahlungswinkel mit 0 und das elektrische Feld
mit F bezeichnet. In Abb. 2,b sind verschiedene Kurven gezeigt, .welche die
Abhängigkeit - der Stärke des elektrischen Feldes F vom Erhebungswinkel 0 bei verschiedenen
Verhältnissen der gleich- bzw. gegenphasig angenommenen Ströme im oberen und unteren
Strahler darstellen. Das Amplitudenverhältnis des Stromes im oberen Strahler zum
Strom im unteren Strahler ist mit M bezeichnet. Die Kurven der Ablb. 2b geben die
resultierenfden Strahlungscharakteristiken für Stromverhältnisse M zwischen -0,25
und oo an. Zur Schwundverminderung wird am besten ein Wert von M zwischen o,5 und
0,75 gewählt.
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Bei der praktischen Durchführung der Erfindung treten nun bei Anwendung
von bekannten- Mitteln erhebliche Schwierigkeiten auf, wenn man eine Antenne, welche
aus relativ hohen Strahlern besteht, vom Mittelpunkt aus speisen will. Wenn man
eine gewöhnliche Speiseleitung benutzt, so wird deren Vorhandensein die Ausstrahlung
des unteren Strahlers störend beeinflussen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
wird der untere Strahler als Kombination von Strahler und Speiseleitung ausgeführt,
wobei der Hochfrequenzerzeuger oder -senden am Fußpunkt der Antenne aufgestellt
sein kann, wie dies in Abb. 3 gezeigt ist.
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In Abb. 3 ist der Sender 25 mit einem Transformator 27 verbunden,
welcher aus einer Primärspule 29 und einer in der Mitte angezapften Sekundärspule
31 besieht. Die Mittelanzapfung von 31 ist mit der Sekundärspule 33 eines Transformators
35 verbunden, dessen. Primärspule 36 über ein Netzwerk 37 zur Absirimmungs- und
Phasensteuerung mit dem Sender 25 verbunden ist.
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Die äußeren Klemmen der angezapften Spule 31 sind mit einer Doppelleitung
39 verbunden, welche aus den Leitern 41 und 43 besteht und z. B. als koaxiales Kabel
ausgebildet sein kann. Diese Leiter enden in der Primärwicklung eines Transformators
45. Die Primärwicklung ist in der Mitte angezapft und mit der Sekundärspule 47 verbunden.
Das andere -Ende der Sekundärspule ist mit einem V2-Strahler 49 verbunden, welcher
aus einem einzelnen Leiter oder aus Symmetriegründen, wie im dargestellten Beispiel,
aus einem Leiterpaar 51 und 53 bestehen kann. Das ganze Antennensystem ist vorzugsweise
durch einen nichtleitenden. Mast oder eine -ähnliche Konstruktion 551 getragen.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist kurz die folgende: Die Ströme
vom Sender 25 werden über den Transformator 27 auf die A/2 lange Energieleitung
39 übertragen. Die in der Sekundärspule 31 induzierten Ströme fließen gegenphasig
durch die Leiter 41 und 43. Diese Ströme induzieren. Ströme in der Sekundärwicklung
47 des Transformators 45, welche die Leiterpaare 5 i, 53 der oberen Antenne und
41, 43 der unteren Antenne gleichphasig erregen in den Art., wie dies in Abt. i
a dargestellt ist.
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Zur zusätzlichen Speisung der unteren Antenne in gleicher Phase dient
das Netzwerk 37, welches so eingestellt ist, daß die zusätzlichen in der Sekundärspule
33 fließenden Ströme in richtiger Phase zu den durch den Transformator 45 erregten
Strömen liegen. Da diese Ströme in den Leitern 41 und 43 gleichphasig verlaufen,
gemäß der Mitüelanzapfung der Sekundärspule 31, werden sie von der Speiseleitung
39 ausgestrahlt.
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Die Kopplungen zwischen Primär- und Sekundärspule in jedem der Transformatoren
27, 35 und 45 sind einstellbar, um das Verhältnis der Ströme im oberen und unteren
Strahler verändern zu können und dadurch einen gewünschten Ausstrahlungswinkel zu
erzielen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt;
so kann statt einer vertikal angeordneten Antennenanordnung auch eine horizontale
oder in irgendeinem beliebigen
Winkel geneigte Anordnung benutzt
werden. Auch die Anzahl der benutzten A/2-Strahler ist nicht auf zwei begrenzt,
sondern es kann ebensogut eine größere Zahl angewandt werden, auch können die Strahler
andere Längen als 2./2 .besitzen.