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Einrichtung zur Vermeidung der Fehlanpassung Bei der Verbindung einer
Antenne mit einem Sender über eine Energieleitung ist es praktisch nicht immer möglich,
eine völlige Anpassung der Antenne an die Energieleitung und damit an den Sender
zu erzielen. Meist bleibt eine geringe Fehlanpassung bestehen. Diese wirkt sich
insbesondere dann sehr unangenehm aus, wenn die Länge der Energieleitung groß ist
gegenüber einer Arbeitswellenlänge. Es tritt nämlich dann die Wirkung auf, daß bei
prozentual geringen Änderungen der elektrischen Länge der Energieleitung oder entsprechenden
geringen Änderungen der Arbeitsfrequenz die am senderseitigen Ende der Leitung auftretende
transformierte Antennenimpedanz sich in sehr starkem Maße ändert. Dies bedingt eine
stark schwankende Verstimmung des Senders, falls dieser selbsterregt ist. Bei der
Abstimmung des Senders ändert sich die Frequenz sehr unregelmäßig und kann unter
Umständen sogar in Stufen springen, so daß gewisse Frequenzen gar nicht eingestellt
werden können.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
statt einer einzigen Energieleitung mehrere Energieleitungen gleichen Wellenwiderstandes
vorgesehen sind. Diese Energieleitungen sind am senderseitigen Ende miteinander
und dem Senderausgangskreis unmittelbar verbunden, während sie am antennenseitigen
Ende mit je einer gleichartigen Antenne verbunden sind; dabei werden die elektrischen
Längen der Energieleitungen um so viel verschieden gewählt, daß die am senderseitigen
Ende auftretenden Fehlanpassungen sich gegenseitig aufheben. Im einfachsten Fall
sollen zwei Energieleitungen vorgesehen sein, deren Längen sich um ein Viertel der
Arbeitswellenlänge A, voneinander unterscheiden.
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Die Wirkungsweise der Erfindung sei an Hand der Abb. i erläutert.
Die Abbildung zeigt den
komplexen Eingangswiderstand einer Energieleitung,
welche an ihrem anderen Ende durch einen Verbraucher abgeschlossen ist, dessen Widerstand
etwas vom Wellenwiderstand Z abweicht. Bei Änderung der elektrischen Länge läuft
der Endpunkt des Vektors, der die Eingangsimpedanz darstellt, auf einem Kreis, dessen
Mittelpunkt bei kleiner Fehlanpassung Z ist. Die gleiche Wirkung tritt ein, wenn
bei konstanter natürlicher Länge der Energieleitung die Frequenz verändert wird,
wobei vorausgesetzt werden muß, daß in dem Änderungsbereich der Frequenz der Abschlußwiderstand
des Kabels unverändert bleibt. Dies tritt auch bei Antennen auf, wenn der prozentuale
Änderungsbereich der Frequenz verhältnismäßig klein ist, jedoch die Leitungslänge
ein Vielfaches der Wellenlänge beträgt. So wird z. B. bei einer Leitungslänge von
50 A, und einer Betriebsfrequenz von i5oo MHz (.1 = 2o cm) der Kreis bei einer Frequenzänderung
von 2% (3 MHz) zweimal durchlaufen.
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Sind nun zwei Energieleitungen gleichen Wellenwiderstandes mit gleichenkomplexen
Widerständen, z. B. gleichartigen Antennen, abgeschlossen, so hat z. B. der - Eingangswiderstand
der einen Leitung den Eingangswiderstand R1. Bei einem Unterschied der elektrischen
Längen der beiden Kabel von V4 hat dann der Eingangswiderstand des anderen Kabels
einen Wert R2, dessen Abweichung von Z entgegengesetzt gleich der Abweichung von
R1 von Z ist. Schaltet man nun die Eingangswiderstände hintereinander oder parallel,
so heben sich dieFehlanpassungen heraus und der resultierende Eingangswiderstand
ist reell und konstant. Er beträgt bei Parallelschaltung Z/2, bei Reihenschaltung
:2 Z.
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Ein Ausführungsbeispiel -der Erfindung zeigt schematisch Abb. 2. Die
beiden gleichartigen Antennen A1 und A2 sind über Energieleitungen (Kabel) EZ und
E2 gleichen Wellenwiderstandes mit dem Hochfrequenzgerät G in Parallelschaltung
verbunden. Die Parallelschaltung der beiden Kabel erfolgt dabei unmittelbar am Gerät.
Die Länge des Kabels E2 ist, etwa durch Einschaltung einer Schleife, um .1/4 länger
gewählt als die des Kabels El.
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Die beiden gleichartigen Antennen A1, AZ dürfen nicht zu stark miteinander
gekoppelt sein, da auf ihnen Hochfrequenzspannungen auftreten, die um 9o° voneinander
phasenverschoben sind.
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Dies kann z. B. zur Erzeugung zirkularpolarisierter Wellen ausgenutzt
werden. Es ist auch möglich, die Anordnung nach Abb. 3 so auszubilden, daß man die
beiden Antennen (d/4-Antennen) in einem Abstand von A/4 hintereinander anordnet.
Die verschiedene Länge der Leitungen kann in diesem Fall einfach dadurch bewirkt
werden, daß die bis zur Antennenanordnung parallel geführten Leitungen an den Antennen
derart auseinandergehen, daß die Leitung Ei unmittelbar in die Antenne A1 übergeht,
während die Leitung E2 noch die A/4-Entfernung der beiden Antennen zurückzulegen
hat. Es entsteht hierbei ein einseitig gerichtetes Richtdiagramm. Die beiden Leitungen
sind am Sender S parallel geschaltet und unmittelbar oder über ein gegenüber der
Wellenlänge kurzes Leitungsstück mit dem Senderausgang verbunden.
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Die Anordnung läßt sich sinngemäß auch bei Antennensystemen, z. B.
Dipolwänden, anwenden, wie Abb. 4 zeigt. Die beiden Wände sind im Abstand von V4
hintereinander angeordnet und werden durch die beiden abgeschirmten Zw eidrahtleitungen
Ei', E2 vom Sender S her gespeist. Der Längenunterschied der beiden Leitungen beträgt
wiederum .1/4.
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Der Längenunterschied kann gegebenenfalls natürlich auch 3/4.1 bzw.
ein ungeradzahliges Vielfaches von A/4 betragen. Ferner kann man auch die natürliche
Länge der beiden Energieleitungen gleich wählen und die verschiedene elektrische
Länge dadurch erzwingen, daß in die eine Leitung ein entsprechendes Netzwerk (Filter
oder Kettenleiter) eingeschaltet wird. Eine solche Anordnung empfiehlt sich insbesondere
dann, wenn man den elektrischenLängenunterschied derLeitungen, etwa beim Übergang
auf wesentlich andere Arbeitsfrequenzen, veränderbar machen will.
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An Stelle von zwei Energieleitungen können auch drei oder mehr verwendet
werden, wobei die Längendifferenzen entsprechend zu wählen sind. Bei drei Leitungen
kann man z. B. die elektrische Länge der Leitungen um jeweils i2o° verschieden wählen.