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Einrichtung zur Unterdrückung von Störströmen auf dem Außenleiter
eines koaxialen Hochfrequenzkabels Antennen für kurze Wellen, die an einem einzigen
Punkt ,gespeist werden, z. B. Vertikalstrahler mit Speisung am Fußpunkt, werden
bekanntlich meist durch eine koaxiale Leitung gespeist, deren Innenleiter am offenen
Ende an die Antenne angeschlossen ist, während das Ende des zur Abschnrmung dienenden
Außenleiters offen bleibt.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß bei .solchen Anordnungen Ströme
auf der Außenseite des Mantels zu fließen suchen, während der Zuleitungsstrom normalerweise
auf der Innenseite des gleichzeitig als Rückleiter dienenden Mantels fließt. Es
ist klar, daß .die gewünschte Stromverteilung auf der Anordnung, mit der die Zuleitung
verbunden ist, durch den auf der Außenseite des Mantels fließenden .Strom @beeinflußt,
unter Umständen gestört werden kann. Die Größe dieses Stromes ist von vornherein
nicht zu übersehen, da die Impedanz der Außenseite des Mantels von benachbarten
-Gegenständen, ferner von der Länge der Zuleitung und von jedem Erdungspunkt, der
vorgesehen sein kann, abhängt. Bei einer Richtantenne kann einderartiger unerwünschter
Strom nicht nur seinerseits eine zusätzliche unerwünschte Strahlung
liefern,
-sondern kann auch durch. Störung der Stromverteilung in der Antenne die gewünschte
Strahlungsverteilung der Antenne beeinträchtigen.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu ischaffen,
um Störwellen, .die längs des äußeren Mantels verlaufen, abzuschwächen. Wenn z.
B. .die Stromleitung dazu dient, eine Antenne mit einem Hochfrequeiizempfänger zu
verbinden, so ist es Zweck .der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, um Störwellen
zu schwächen, die von der Außenseite des Mantels aufgenommen werden, damit .die
S:törwdlen nicht die Enden des Mant-; 1s erreichen und von hier -nicht auf ddiie
Antenne am einen Ende oder auf .das Empfangsb rät am anderen Ende übertragen werden.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, den bei der Arbeitsfrequenz
des Gerätes auf der Außenseite des Mantels einer Zuleitung fließenden Strom zu schwächen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die unerwünschten Ströme auf
der Außenseite des Mantels dadurch unterdrückt, daß an diese Außenseite ein oder
mehrere stabförmige Hilfsleiter einseitig angeschlossen ,sind, deren elektrische,
Länge angenähert eine Viertelwellenlänge oder ein ungera.dzahliges Vielfaches einer
Viertelwellenlänge beträgt.
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Der oder die Hilfsleiter können Drahtstücke od. dgl. sein und .am
Ende mit dem Mantel an einem geeigneten Punkt oder Punkten verbunden sein, während
das andere Ende oder die Enden rechtwinkelig oder ,in einem spitzen Winkel zum Kabel
nach außen stehen. Der Draht oder die Drähte können auch parallel zum Mantel zurüokgebogen
sein. Die Wirkung eines mit dem Mantel in der a schilderten Weise verbundenen Drahtstückes
kann in verschiedener Weise 'betrachtet werden. Man kann es erstens :als einen Strahler
für die Störfrequenz ansehen, der eine niedrige Impedanz an der Verbindungsstelle
mit der Zuleitung hat. Der Mantelstrom fließt dann sozusagen in; den Raum ab. Zweitens
kann die Wirkung, insbesondere dann, wenn der Draht am einen Ende des Mantels befestigt
und längs des Mantels zurückgebogen wird, @so aufgefaßt werden, daß jim Mantel entstehende
Wellen längs des Drahtes mit entgegengesetzter Phase nach der Spitze .des Drahtes
zurück= fließen. Drittens kann der Draht- als -ein. Brückenkreis parallel zu einem
Teil .des Mantels angesehen werden, und zwar wird eine Verbindung zwischen diesem
Kreis und dem Mantel durch die Verbindung zwischen dem-Draht und demMantel gebildet.
Die andere Verbindung wird durch die Kapazität zwischen dem Draht und dem Mantel
hergestellt.
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Der Hilfsleiter hat dabei die Wirkung, .daß er .der Außenfläche des
äußeren Leiters bei der Arbeitsfrequenz der Anordnung eine hohe Impedanz erteilt
(Sperrkreiswirkung) Die (geometrische) Länge des Hilfsleiters kann von, einer Viertelwellenlänge
der Störwellen oder einer ungeraden Mehrzahl einer Viertelwellenlänge abweichen.
Jedoch wird dann eine Impedanz zwischen dem freien Ende des Hilfsleiters und dem
Mantel eingeschaltet. Diese Impedanz ist derärt bemessen, daß sie zusammen mit dem
zugehörigen Hilfsleiter den Störwellen einen hohen Scheinwiderstand entgegensetzt.
In .den Fällen, in denen die Länge des Hilfsleiters kleiner als eineViertelwellenlänge
ist oder um weniger a'ls eine Viertelwellenlänge 'kleiner ,als eine ungerade ganze
Mehrzahl einer Viertelwellenlänge ist, muß die Impedanz kapazitiv sein. In den Fällen,
in denen die Länge des Hilfsleiters größer als eine ungerade ganze Mehi=zahl (einschließlich
Eins) einer Viertelwellenlänge isst, und zwar um einen Betrag, der kleiner als eine
Viertelwellenlänge -ist, muß die Impedanz induktiv sein.
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Die Erfindung sei an Hand der Abbildung erläutert.
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Nach der Abbildung besteht die ZuQeitung aus einem zylindrischen Metallmantel
r, der als der eine Leiter (Außenleiter) dient und gleichachsig den zweiten Leiter,
2, (Innenleiter) umgibt. Eine Antenne, von .der ein Teil mit 3 bezeichnet ist, ist
mit dem Innenleiter 2 verbunden. Ein oder mehrere drahtförmige Hilfsleiter, z. B.
4, 5, 6, von denen jeder zweckmäßig etwas kleiner als eine Viertelwellenlänge. der
Störschwingungen ist, die von dem Mantel ferngehalten werden sollen, sind -an ihrem
einen Ende mit der Außenseite .des Mantels z verbunden. Einer dieser Drähte oder
sämtliche Drähte können so .gebogen sein, daß sie parallel zur Außenfläche des Mantels
r 'liegen, wie bei 4 dargestellt. Der Hilfsleiter kann aber auch vorstehen, und
zwar rechtwinklig wie bei 5 oder in einem spitzen Winkel wie bei 6.
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Wenigstens einer dieser Drahtabschnitte ist zweckmäßig .mit dem Ende
des Mantels verbunden, das .der Antenne zugekehrt ist, erstreckt :sich rechtwinkelig
etwas von dem Mantel weg und ist so zurückgebogen, .daß er im wesentlichen parallel
zum Mantel liegt, wie bei 4 dargestellt.
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Diie Antenne 3 kann ein geradliniger Leiter von einer halben Wellenlänge
und mit dem .mittleren Leiter :2 der Zuleitung verbunden sein und eine Fortsetzung
von ihr bilden. Ein Draht 7, der eine Viertelwellenlänge 'lang und mit .dem Ende
.des Mantels z verbunden ist und parallel zur Antenne 3 liegt, kann .mit dem unteren.
Teil 3a .der Antenne bzw.-des vegängerten Innenleiters 2 einen Vi,ertelwellenlängentransformator
bilden. Die eigentliche Antenne 3 kann dann aus einem weiteren, eine halbe Wellenlänge
langen Abschnitt des verlängerten Innengleiters bestehen. Es kann dadurch erreicht
werden, daß .die Impedanz der Antenne 3 mit .der Zuleitungsimpedanz in Ü"bereinstimmtuig
gebracht wird.
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Der Draht 4 von der Länge einer' Viertelwellenlänge, der an dem Ende
des Mantels r befestigt ist und längs des Mantels zurücl:gebogen ist, dient dazu,
die Energieübertragung von Störschwingungen von dem Ende des Mantels r auf die Antenne
3 zu verringern. Drahtstücke von einer Länge etwa gleich einer Viertelwellenlänge
der Störfrequenz, .die an einem Ende mit dem Mantel verbunden sind, wirken etwa
wie ein Sperrkreis und
rufen eine Siebdämpfung der längs des Mantels
auftretenden Störschwingungen hervor.
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Ein Draht odermehrere der Drähte 4, 5, 6, die am Mantel i befestigt
sind, können ,auch so lang sein, .daß sie etwa gleich (oder etwas kleiner) als jede
ungerade Mehrzahl einer Viertelwellenlänge der .Störwellen sind.
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Meist werden die Störwellen Wellen von derselben Länge wie die gesendeten
oder empfangenen Weillen sein. Manchmal kann es indessen erwünscht sein, längs des
Mantels das Weiterleiten anderer Wellen zu unterdrücken. In diesem Fall muß die
Länge der Hilfsleiter dabei im wesentlichen eine Viertelwellenlänge der Störwellen
oder eine ungerade Mehrzahl davon betragen.
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Die vorbeschrielbene Antenne hat einen Transformator in Gestalt zweier
frei liegender Leiter von einer Viertelwelllenlänge. Die Erfindung kann indessen
an Antennen .angewendet werden, deren Transformatoren innerhalb derAbischirmung
l;kgen. Ein Transformator dieser Art kann .aus einem Teil der Zuleitung von einer
Viertelwellenlänge der Arbeitswellenlänge mit einem Wellenwiderstand geeigneten
Wertes bestehen. Dieser al,s Transformator dienende Leitungs:gb,schnitt liegt zweckmäßig
an der Antenne und kann gegebenenfalls einen Mantel häfen, der ähnlich dem Mantel
der eigentlichen Zuleitung ist bzw. eine Fortsetzung des Schirmes der eigentlichen
Zuileitung bilidet.
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An Steile der beschriebenen Halbwellenantenne kann jedes andere geeignete
Strahlerglied von der gleichen Länge wie die .angeschlossenen Drähte 4, 5, 6 verwendet
werden.
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Es hat sich herausgestellt, daß es nicht wesentlich ist, den den Sperrkreis
bildenden Hilfsleiter genau auf die Störwellen ,abzustimmen. Ein Sperrkreis kann
auch dann die Störwellen im wesentlichen beseitigen, wenn er sehr genau abgestimmt
ist. Infolgedessen kann der Durchgang von Störwellen wesentlich verringert werden,
wenn man .den Hilfsleiter verwendet, deren Länge von einer ungeraden Mehrzahl (einschließlich
Eins) einer Viertelwellenlänge der Störwellen um nicht mehr .als eine Achtelwellenlänge
abweicht. Die dem Durchgang von Störwellen geleistete Impedanz ist dann nicht so
groß wie bei Verwendung abgestimmter Sperrkreise, kann alter groß genug sein, um
das Fließen von Störschwingungen .auf dem Mantel der Zuleitung erheblich zu beeinträchtigen.