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Antennenanordnung Zusatz zum Patent 919 718
In dem Patent 919
718 ist eine Antenne zum Senden oder Empfangen elektroniagneti,scher Wellen angegeben,
die über eine koaxiale Speiiseleitung an ein Funkgerätangeschlossen ist und die
dadurch gezeichnet ist, daß der galvanisch geerdete Mantel der Speiseleitung mit
dem Strahler verbunden ist, während der Innenleiter anden tiefer als der Str#ahler
angeordneten elektrischen Gegenpol des Strahilers, z. B. an ein Gegengewicht oder
an einen weiteren Strahler, angeschlos#sen ist, und daß zwischen der Stelle der
galvantischen Er#dung des Mantels und seinem Anschlußpunkt an dem Strahler ein,
für d#ie auf der Außenseite des Mantels fließenden Ströme der Betriebsfrequenz wirksamer
Hochfrequenzwiderstand vorhanden ist. Durch diese-Anordnung wird bei einem vertikalen
Strahler eine ,ständige leitende Vertindung des oberen Teiles der Antenne über den
Mantel der Spei,seleitung mit Erde hergestellt, so daß schädliche stati,sche Aufladungen
nicht auftreten können und auch Bilitzeinschlüge ohne Gefahr der Beschädigung von
Teilen der Anlage abgeleitet werden können; trotzdem wird ein Abfließen der Hochfrequentzströme
über den geerdeten Mantel verhindert.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Auisgestaltung der Antennenanordnung
nach dem Hauptpatent, durch welche eine noch vielseitigere Verwendbarkeit und bessere
wirtschaftliche Au-snutzbarkeit gewährleietet werden. Gemäß der Erfindung soll an
dem mit dem geerdeten Mantel der Speiseleitung
unmittelbar verbundenen
Strahler mindestens eine andere Antenne, vorzugsweise eine symmetrische, vorzugsweise
Genkrecht zudem genannten, Strahler ,sich erstreckende Antenne befestigt sein-.
Für den genannten, mit dem geerdeten Mantel der Speiseleit#ung verbundenen Strahler
sei zum Unterschied von allen gegebenenfalls an ihm befestigten zusätzlichen Antennen
oder Strahlern die Bezeichnung Hauptstrahler gewählt. Da der Hauptstrahler mit Erde
unmittelbar verbunden ist, können sich keine Schädlichen, statischen Aufladungen,
auf ihm ausbilden, -und die Gefahr von überschlägen. solcher statischen Spannungen
auf vom Hauptstrahler getragene Zusatzantennen wird vermieden. Der Hauptstrahler
kann! ohne Rücksicht auf seine elektrischen Aufgaben demnach für die Zusatzantennen
wie eingeerdeter Mast angesehen wer-den, was hin-,sichtlich der Kopplung der zusätzlichen
Antennen mit den zugehörigen Funkgeräten (Sender oder Empfänger) wesentliche Vorteile,
bietet.
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Es ist an sich bekannt, beispielsweise die Mastkonstruktionen von,
Mittel- oder Langwellensendeantennen gleichzeitig als Träger für zusätzliche Kurzwellen-
oder Ultrakurzwellenantennen zu verwenden. Dabei trat die Schwierigkeit auf, daß
die Koppl,ungsmittel für die Kurzwellenante-nnen eine hohe Spannungsfestigkeit sowohl
in bezug auf die statischen, Aufladungen als auch auf die an ihnen wirksame Fußpunktspannung
der Mittel- bzw. Langwellenantenne haben mußten. Dies führte zu umfangreichen und
teueren Konstruktionen.
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BeidcrAntennenanordnung gemäßder Erfindung entfallen ;diese, Schwierigkeiten,
und es bietet sich die Möglichkeit, eine beliebige Antzahl von zusätz;-lichen, am
Hauptstrahler angebrachten Antennen mit dem zugehörigen Funkgerät über Kopplungsmittel
zu verbinden, bei deren Konstruktion keine erhöhten Ansprüche hinsichtlich
der Spannungsfestigkeit gestellt und tkeinebesonderen Sperren für d-ie Fußpunktspannung
der Mittel- bzw. Langwellenantenne vorgesehen zu werden brauchen. Wenn d-ie Wellenlängen,
aud denendie zusätzlichen Antennen arbeiten sollen, wesentlich von -der Wellenlänge
des Hauptstrahlers verschieden sind, ist die Wahl der Befestigungsstelle auf dem
Hauptstrahler nicht besonders kritisch. Diese Wahl kann dann allein nach den Erwägungen
getroffen werden, die für die günstigsten Strahlungseigenschaften.,der
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Zusatzantennen maßgebend eind, z. B. kann dann die Zusatzantenne nahe dein
Ende des, Hauptstra-hlers befestigt sein, um ihreine möglichst große Erhefbung über
den Horizont zu geben.
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Wenn aber diese Wellenlängen nur wenig voneinander abweichen, wie
dies beispielsweise für Sende-Empfangs-Antennen von,Gegensprechanlagen gewöhnlich
zutrifft, ifst die Stelle, wo die zusätzliche Antenne an der galvanisch geerdeten
Hauptantenne -befestigt wird, nicht mehr gleichgültig. Entsprechend- einem weiteren
Ged-anke-n der Erfindung soll die Zusatzantenne dann inder Nähe eines Strombauches
auf der Hauptantenne an dieser befestigt sein. Da dort die Spannung ein Minimum
aufweist, tritt keine Störung der Wirkung der el Hauptantenne ein, und die direkte
Übertragung von Energie auf die zusätzliche Antenne ist ebenfalls ein, Minimum.
Besonders günstig werden die Verhältnisse, wenn Haupt- und Zusatzantenne in Punkten
aneinander befestigt sind, wo auf 'beiden Antennen Strombäuche liegen. Wenn -die
Antennen in der Umgebung:der Befestigungsstelle sich unter einem Winkel, von go'
kreuzen., ist die induktive Kopplung im Idealfall Null . Da fern-er ihre
gegenseitige- räumliche Annäherung auf die Stelle eines Spannungsminimums beschränkt
Ist, bleibt auch die elektrische Kopplung vernachlässigbar klein. Die Strahlungskopplung
kann ebenfalls klein bleiben oder sogar gleich Null gemacht -,verden, wenn geeignete
Antennenformen gewählt werden. Wenn beispielsweise zwei asymmetrisch schwingende
Linearstrahler in der Nähe ihrer in der Mitte auftretenden Strombäuche einander
-senkrecht kreuzend an-.einander befestigt werden, ist auch -die Strahlungskopplung
praktisch Null. Die Befestigung kann über Isolierstücke erfolgen oder im Fall zweier
#sym-metrischer Antennen durch galvani#sch leitende Konstruktionselemente.
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In Abfb. i ist eine Antennenanordnung nach der Erfindung dargestellt.
Der vertikale Rohrmast i bildet den oberen Teil des Hauptstrahlers. Er wird elektrisch
ergänzt durch den rohrförmigen Strahler:2, der den unteren Teil des Mastes i umgibt.
Die Speisung der elektrisch zusammengehörigen Strahler i und :2 erfolgt in der im
Hauptpatent angegebenen Weise. Die- koaxiale Leitung, welche die Antenne mit dem
Funkgerät verbindet, ist von unten in das Innere des Rohrmastes i eingeführt, und
bei der Speisungsstel-l#e 3 ist der Mantel der Leitung mit dem Mast i verbunden,
während ihr Innenleiter durch eine Öffnung heraus-geführt und mit dem rohrförm,ig-en
Strahler 2 verbunden ist. Der obere Teil -des rohrförmigen Strahlers:2 bildet zusammen
mit dem von ihm umgebenen Teil des Mastes i ein Leitungsstück, dessen, Längedurch
Verschieben der Kurzschlußplatte 4 auf reflexionsfreie Anpassun,g des Antennenwiderstandes
an den Leitungs--widerstand eingestellt werden kann. Die Kurzschlußplatte
5 dient entsprechend zur Einstellung der Länge des unteren Leitungsstückes
zwischen .dem Rohr:2 und dem von ihm umgebenen Teil des Mastes i als Sperrtopf,umden
Abfluß der Mantelwellenströme- zur Erde zu verhindern.
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Der Strahler ist am unteren Ende des Rohres i mittels der Schelle
6 an dem Mast 7 befestigt und Über diesen mit Erde verbunden. Bei
8 sind die in das Rohr i hineinführenden Energieleitungen; angedeutet, vondenen
eine zur Speisung der Hauptantenne, 1, :2 dient. Am oberen Teil des Rohres i sind
die Zusatzstrahler 9 und io befestigt. Sie sind als symmetrisch schwingende
Linearstrahler ausgebildet und werden über die erwähnt-en, bei 8 eingeführten
Energieleitungen gespeist. Da die Wellenlängen-, auf denen die Zusatzstra:hler arbeiten,
klein sind gegenüber der Wellenlänge, für die der Hauptstrahl:er bestimmt ist, können,
diese Zusatzstrahler am oberen En-de des Rohres, ibefestigt werden. Sie befinden
sich demnach nicht an der Stelle des
Strombauches, auf i, wie man
aus der nelben -dem Hauptstrah)ler angedeuteten Stromverteilung erkennt.
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Die Anordnung nach Abb. i wirkt,sich besonders gün,stig aus, wenn
der Hauptstrahler i und seine elektrische Ergänzung 2 für das Gebiet der Mittelwellen,
beispielsweise für eine Wellenlänge von 200 M, bemessen ist. Wenn dann die elektrische
Länge jedes der beiden zu-sammenwirkenden Strahler i und 2 ungefähr gleich ein-er
halben Wellenlänge ist, ergibt #sich eine etwa 200 M hohe Mastkonstruktion, an deren
oberem geerdetem Teil 'besonders Antennen für solche Wellenlängen, mit Vorteil befestigt
sein können, für die schon eine pr,aJktisch geradlinige Ausbreitung mit Begrenzung
des Empfangsbereiches wie bei optiecher Sicht in Betracht zu ziehen ist. Dabei wird
es von Vorteil sein, diese am oberen Teil des Hauptstrahlers i anzubringen"um ihre
Erhebung üb-er den Horizont möglichst groß zu machen, Es können sowohl zusätzliche
Antennen für Ernpfangs- wie für Sendezwecke wie überhaupt die verschiedenen Kombinationen
von Kurzwellenantennen für gerichtetes Senden oder Richtempfang am Hauptstrahler
angebracht sein, besonders a:uch Antennenkombinationen zum Ernpfung und Wiederaussenden
von Schwingungen der gleichen Frequenz.
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In Albb. 2 ist eine andere Aus,führungsform einer Antenne nach der
Erfindung dargestellt. Die BetriebswellenlängenderHauptantenne mit denStrahlerteilen
i und 2 und der Zusatzantenne i i haben hier untereinander gleiche Größenordnung.
Daher ist die Zusatzantenne ii an der Stelle des Strombauches des Strahlers i befestigt.
Die Zusatzantenne ist als symmetrisch schwingende Linearantenne ausgebildet, und
ihr mittlerer Strornbauch liegt ebenfalls bei der Befestigungsstelle. Bei dieser
Anordnung ist die gegenseitige Beeinflussung der beiden Antennen praktisch nicht
mehr merklich, so daß sie beispielsweise als Sende- und Empfangsantennen für zwei
verschiedene Funksprechdienste verwendet werden können. Die Verbindung mit den entsprechenden
Funkgeräten erfolgt über die bei 8
herausgeführten Leitungen.
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Wenn dabei die Strahler 1, 2 als Sendeantenne verwendet werden, ergibt
sich bekanntlich in der Horizontalebene ein Rundstrahldiagramm. Bei der Gegenstation
muß dann eine entsprechende Antenne 1, 2 als Empfangsantenne für vertikale Polarisation
verwendet werden. Die Antenne i i muß dann bei der Gegenstation also als Sendeantenne
dienen. Wenn dabei ein Rundstrahldiagramm erzielt werden soll, ist es zweckmäßig,
die Anordnung nach Abb. 3 zu verwenden. Diese zeigt eine zusätzliche Antenne
am Hauptstrahler i, welche durch die zueinander und zum Hauptstrahler senkrecht
stehenden symmetrischen Linearstrahler 12, 13 gebildet wird. Man kann in
an sich bekannter Weise diese Strahler 12, 13 mit um gol phasenverschobenen Strömen
speisen, wodurch man ein horizontal polarisiertes Drehfeld erhält, in welchem die
Energieverteilung in allen Horizontalrichtungen gleichmäßig ist. Wie man nach den
vorhergegangenen Ausführungen ohne weiteres erkennt, ist die Kopplung der Antenne
1, 2 mit der Antenne 12, 13 auch bei diesem Beispiel Null.
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Abb. 4 zeigt eine ähnliche Antennenanordnung, bei der die Drehfeldantenne
jedoch für vertikale Polarisation eingerichtet ist. Sie besteht aus vier zusätzlichen
Strahlern 14, 15, 16, 17, welche mittels der in der Symmetrieebene verlaufenden
Stäbe 18, Ig, 20, 21 an dem Hauptstrahler i gehalten werden. Einander gegenüberliegen-de
Zusatzstrahler, z. B. 14 und 16, werden gegenphasig gespeist. Dadurch hebt sich
ihre Wirkung in der Achsenrichtung, also am Strahler 1, 2, auf. Die Strahlerpaare
14, 16 und 15, 17 werden mit um go' phasenverschobenen Strömen gespeist. Es ergibt
sich auf diese Weise ein vertikal polarisiertes Drehfeld mit gleichmäßiger Energieverteilung
in der Horizontalebene.