DE895316C - Antennenanordnung zur Erzeugung eines Doppelachtdiagramms - Google Patents

Description

Die Erfindung erstrebt einen verbesserten Antennenaufbau zur Erzeugung eines eben polarisierten Strahlungsdiagramms in Form von gekreuzten Achten, insbesondere für Richtstrahlantennen. 'Die besonderen Vorzüge dieser der Erfindung entsprechenden Antenne bestehen in ihrem gedrängten Aufbau und ihrer mechanischen Unempfindlichkeit.

Erfindungsgemäß sind vier Schleifen in der PoIarisationsebene symmetrisch nebeneinander um einen mittleren Punkt angeordnet und ihre als Strahler wirksamen Teile bilden eine im wesentlichen geometrische Form.

Die Antenne ist speziell für Navigationszwecke geeignet. Sie kann bei entsprechender Ausgestaltung direkt an einem metallischen Mast oder an sonstigen Tragvorrichtungen ohne Verwendung von Isolatoren befestigt werden.

In den Figuren sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Im einzelnen zeigt

Fig. ι einen Grundriß eines geeigneten Antennenaufbaus entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Antenne nach Fig. ι mit einer schematischen Darstellung der Verbindungen dieser Antenne mit einem Signalsystem,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer gegenüber Fig. 2 etwas abgewandelten Antennenanordnung und

Fig. 4 eine qualitative Darstellung des Strahlungsdiagramms derartiger Antennen.

In der Antennenanordnung nach Fig. ι und 2 werden die Strahlerelemente von vier Schleifen 1, 2,3 und 4 gebildet, von denen jede aus einer konzentrischen Leitung mit dem Innenleiter 5 und 'dem Außenleiter 6 besteht.

■Die Schleifen 1 bis 4 sind horizontal in der gleichen Ebene angeordnet und haben im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit den gleichen Seiten 7 und 8, 9 und 10, 11 und 12 bzw. 13 und 14. Die Dreiecksschleifen sind symmetrisch um einen Mittelpunkt angeordnet. Ihre Spitzen liegen in diesem Punkt, während ihre Grundlinien 15 bis 18 zusammen eine im wesentlichen geschlossene quadratische Form bilden. Benachbarte Seiten benachbarter Dreiecksschleifen verlaufen parallel unmittelbar übereinander. Zur Sicherung, daß die elektrisch wirksamen Längen von derartig benachbarten Seiten gleich sind, und zur Erzielung eines stabilen Aufbaus sind die benachbarten Seiten vorzugsweise entlang ihrer Länge verbunden, beispielsweise durch Lötung. Jedes Paar von benachbarten Seiten wird von einer geschlossenen metallischen Abschirmung 20 umgeben. Diese Abschirmungen 20 sind sämtlich von gleicher Länge, so daß die Anordnung elektrisch im Gleichgewicht ist. Jede Abschirmung 20 verläuft von einem mittleren metallischen Anschlußkasten 21 zu einem der metallischen Abschlußkästen 22, von denen jeder an den Außenecken eines Paares von benachbarten Seiten, beispielsweise der Seiten 10 und ία, angeordnet ist. Innerhalb dieser Abschlußkästen sind die benachbarten Seiten gekreuzt und liegen außerhalb der Kästen in parallelen Ebenen. An ihrem inneren Ende, an der Spitze also, sind die Schleifen 1 bis 4 offen. (Einander gegenüberliegende Schleifen sind jeweils parallel geschaltet. Die inneren Enden der Seiten 7 und 8 der !Schleife isind also nicht miteinander verbunden, sie sind dagegen durch die Leiter 23 und 24 innerhalb des Anschlußkastens 21 mit den inneren Enden 12 bzw. 11 der Schleife 3 verbunden, die der Schleife 1 gegenüberliegt. In ähnlicher Weise sind die inneren Enden der Seiten 9 und 10 der Schleife 2 durch die Leiter 25 bzw. 26 mit den inneren Enden der Seiten 14 bzw. 13 der Schleife 4 verbunden. Die Leiter 23 bis 26 werden jeweils von konzentrischen Leiterabschnitten gebildet, die sich innerhalb des Abschlußkastens 21 befinden.

Der Außenleiter jeder dieser Leiter 23 bis 26 ist in der Mitte.geöffnet, um eine Verbindung mit der Zuführungsleitung zu ermöglichen. An dieser Stelle sind die Leiter 23 bis 26 jeweils mit einer der konzentrischen Zuleitungen 27 bis 30 verbunden. Letztere sind symmetrisch angeordnet, und zwar innerhalb einer Metallabschirmung bzw.eines Mastes 31, der sich von dem (Boden des mittleren Anschlußkastens 21- nach unten erstreckt und gleichzeitig als Halterung für die Schleifenanordnung dient. Die Leitungen 2,7 und 28 führen zu der einen Belastung bzw. Energiequelle und die Leitungen 29 und 30 zu der anderen. Dadurch bilden die'Leitungen27und28 und die Leitungen 29 und 30 jeweils eine Doppelübertragungsleitung.

Die beschriebenen Belastungen oder Energiequellen können von Goniometerfeldspulen 32 und 33 6g gebildet werden, deren zugehörige Suchspule 34 mit einem an einer S-ignalleitung 36 angekoppelten Übertrager 35 verbunden sein kann. Im Falle der Verwendung des dargestellten Systems für Peilzwecke würde die Signaleinrichtung eine Anzeigevorrichtung sein, während sie bei Baken aus irgendeiner Energiequelle bestehen würde, die üblicherweise mit Tonfrequenz moduliert wäre.

Um die Strahlungselemente wirksam werden zu lassen, ist in den äußeren Leitern 6 jeder Schleife ein Spalt bzw. Schlitz vorgesehen. Die äußeren Leiter der Schleifen i bis 4 sind also mit derartigen Schlitzen 37 bis 40 versehen. Diese Schlitze ermöglichen eine Kopplung des inneren Leiters 5 an die äußere Fläche des äußeren Leiters 6. Während die Lage des Schlitzes von Fall zu Fall verschieden sein kann, ist es vorteilhaft, diese so schmal wie möglich zu machen, jedoch nicht so schmal, daß 'die Kapazität zwischen den 'Enden der Außenleiter über diesen Schlitz bei der verwendeten Frequenz praktisch einen Kurzschluß bewirkt.

Liegen die Schlitze in jeder Schleife jeweils genau in der Mitte gegenüber dem mittleren Anschlußkasten 21, so wird dieser auf Nullpotential der Schleife liegen. Dann ist es nicht nötig, die go Schleife gegenüber dem Anschlußkasten und dem Tragmast 31 zu isolieren. In diesem Fall befindet sich der Schlitz 37 direkt gegenüber dem Leiter 25 der Schleife 1. Der Leiter selbst liegt dann auf Nullpotential und braucht deswegen nicht gegen den mittleren Anschlußkasten 21 isoliert zu sein. Es ist zu ersehen, daß der Schlitz 37 in einer derartigen Anordnung direkt gegenüber der Dreiecksspitze der Schleife 1 in der Mitte der Grundlinie des Dreiecks liegt. Die Schlitze 38, 39 und 40 sind in gleicher Weise angeordnet.

Diese in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebene Anordnung weist ein Strahlungsdiagramm auf, das genau in einer (Ebene, und zwar in diesem Fall horizontal, polarisiert ist. Die Ströme fließen in entgegengesetzten Schleifen in entgegengesetzter Richtung. Wenn also der Strom um die Schleife 1 im Uhrzeigersinn umläuft, läuft er in Schleife 3 entgegen dem Uhrzeigersinn um und wenn er in Schleife 2 im Uhrzeigersinn umläuft, läuft er in Schleife 4 entgegen dem Uhrzeigersinn um.

- Das erzeugte Strahlungsdiagramm hat im wesentlichem die in Fig. 4 gezeigte Form von zwei gekreuzten Achten. Um eine Streuung des Diagramms durch Interferenzeinflüsse, beispielsweise durch die Vertikalkomponente von abwärts geneigten Wellen, zu verhindern, soll die Ausdehnung der strahlenden Teile der Anordnung vorzugsweise so klein sein, wie es für die geforderte Empfindlichkeit möglich ist. Beispielsweise ist es vorzuziehen, daß die Seiten der Anordnung, also die Längen der Grundlinien der dreieckigen Schleifen kleiner sind als ein Achtel der kürzesten zu empfangenden Wellenlänge, während die Gesamtumfangslänge jeder Schleife kleiner als eine Viertelwellenlänge sein soll. Die Höhe des

Mastes über dem Erdboden ist bezüglich ihres Einflusses auf das Strahlungsdiagramm unkritisch. Sie kann beispielsweise von einer halben Wellenlänge bis mehrere Wellenlängen betragen.

Die in den Fig. ι und 2 dargestellten Anordnungen sind in erster Linie zur Erzeugung horizontal polarisierter Strahlung geeignet. In manchen Fällen ist es aber erwünscht, zusätzlich vertikal polarisierte Strahlung zu erzeugen, ohne jedoch hierdurch die Form des Strahlungsdiagramms zu ändern. Dieses kann durch vertikale Dipole bewirkt werden, die jeweils neben den Schlitzen in folgender Weise angeordnet sind.

In Fig. 3 sind die einzelnen Elemente entsprechend den Fig. ι und 2 gekennzeichnet. Am Schlitz 37 befindet sich ein Dipol, dessen Oberteil 41 an der linken Seite des Schlitzes und dessen Unterteil 42 an der rechten Seite des Schlitzes liegt. An dem entgegengesetzten Schlitz 39 liegt das Unterteil 43 des Dipols an der linken Seite des Schlitzes, während das Oberteil 44 an der rechten Seite des Schlitzes liegt. Es ist also zu ersehen, daß die Dipole an entgegengesetzten Seiten entgegengesetzt gerichtet und dadurch um i8o° phasenverschoben sind. Dadurch ergibt sich ein Uberkreuzen der elektrischen Verbindungen, wodurch ein achtförmiges Strahlungsdiagramm entsteht. In gleicher Art sind die Dipole neben den Schlitzen 38 und 40 angeordnet. Das Ober- und Unterteil des Dipols des Schlitzes 38 ist bezüglich des Ober- und Unterteils des Dipols des Schlitzes 40 entgegengesetzt angeordnet. Die Dipole zeigen also vertikal polarisierte Strahlungsdiagramme, die die Form von gekreuzten Achten haben. Diese Diagramme decken sich mit denen, die von den horizontalen Schleifen erzeugt werden.

Natürlich sind viele weitere Ausführungsformen der Erfindung möglich. Beispielsweise sind die Abschlußkästen 22 nicht unbedingt notwendig. Ferner können die Leiter 25 und 26 statt mit zwei der vier Leitungen 27 bis 30, die im Mast 31 abwärts geführt werden, mit einer symmetrischen Doppelleitung verbunden werden und die Leiter 23 und 24 mit einer anderen gleichartigen symmetrischen Doppelleitung.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Antennenanordnung zur Erzeugung eines eben polarisierten Strahlungsdiagramms der Form von gekreuzten Achten, gekennzeichnet durch vier Schleifen, die in der Polarisationsebene symmetrisch nebeneinander um einen mittleren Punkt angeordnet sind und deren als Strahler wirksame Teile eine im wesentlichen geschlossene geometrische Form bilden.
2. 2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schleifen im mittleren Punkt offen sind und jeweils die offenen Enden von gegenüberliegenden Schleifen parallel geschaltet und mit einer Zuführungsdoppelleitung verbunden sind.
3. 3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen im wesentlichen die Form von Dreiecken haben, deren Spitzen im mittleren Punkt liegen und deren Grundlinien im wesentlichen ein geschlossenes Quadrat bilden.
4. 4. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schleife aus einer konzentrischen Leitung mit einem Innen- und einem Außenleiter besteht und der Außenleiter jeder Schleife zur Erzielung einer wirksamen Ankopplung der Außenseite des Außenleiters an den Innenleiter einen Schlitz aufweist.
5. 5. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz an einer Stelle der Schleife befindet, die, um die Schleife gemessen, von beiden Seiten einen gleichen Abstand zum Mittelpunkt der Anordnung aufweist, die also gegenüber dem Mittel- punkt in der Mitte des äußeren Schleifenteils liegt.
6. 6. Antennenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen ohne Isolation am Mittelpunkt der Anordnung befestigt sind.
7. 7. Die Anwendung der Antennenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche in Verbindung mit einem Goniometer, insbesondere für Peilzwecke.
8. 8. Antennenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schlitzstellen senkrecht zur Schleifenebene angeordnete Dipole befinden, deren Oberteil mit dem Außenleiter an der einen !Schlitzseite und deren Unterteil mit dem Außenleiter der Schleife an der anderen Schlitzseite derart verbunden ist, daß jeweils zwei einander gegenüberliegende Dipole gegenphasig gespeist werden und eine auf der Polarisation der Schleifen senkrecht stehende zusätzliche Polarisation der Antennenanordnung bewirken.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 5520 10.53