DE955255C

DE955255C - Circular polarized antenna for ultrashort waves with axial radiation

Info

Publication number: DE955255C
Application number: DEST9884A
Authority: DE
Inventors: Roland Allezard; Jean Menu; Raymond Strauch
Original assignee: JEAN MENU
Current assignee: JEAN MENU
Priority date: 1954-05-15
Filing date: 1955-05-15
Publication date: 1957-01-03
Also published as: US2786199A; FR1105253A; GB769165A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

AUSGEGEBEN AM 3. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 3, 1957

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21a⁴ GRUPPE 46os INTERNAT. KLASSE H04d —CLASS 21a ⁴ GROUP 46os INTERNAT. CLASS H04d -

St 9884 VIII α/21a*St 9884 VIII α / 21a *

Raymond Strauch, Roland Allezard, Paris, und Jean Menu, Ris-Orangis (Frankreich)Raymond Strauch, Roland Allezard, Paris, and Jean Menu, Ris-Orangis (France)

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Zirkular polarisierte Antenne für ultrakurze Wellen mit axialer AusstrahlungCircularly polarized antenna for ultrashort waves with axial radiation

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 15. Mai 1965 anPatented in the territory of the Federal Republic of Germany on May 15, 1965

Patentanmeldung bekanntgemactit am 21. Juni 1956Patent application announced on June 21, 1956

Patenterteilung bekanntgemactit am 13. Dezember 1S56Patent granted on December 13, 2015

Die Priorität der Anmeldung in Frankreich vom 15. Mai 1954 ist in Anspruch genommenThe priority of the application in France of May 15, 1954 has been claimed

Die Erfindung betrifft eine zirkulär polarisierte Antenne für ultrakurze Wellen mit axialer Ausstrahlung. The invention relates to a circularly polarized antenna for ultrashort waves with axial radiation.

Es ist bekannt, zirkulär polarisierte Antennen für Ultrakurzwellen dadurch herzustellen, daß man in der gleichen Ebene N Antennenstäbe anordnet, deren Länge etwa ein Viertel der ausgestrahlten Wellenlänge beträgt. Der zwischen den einzelnen radialIt is known to produce circularly polarized antennas for ultrashort waves by arranging N antenna rods, the length of which is about a quarter of the emitted wavelength, in the same plane. The one between each radial

liegenden Antennenstäben befindliche Winkel beträgt jeweils -^- Grad, und jeder dieser Antennenstäbe wird mit Wellen gespeist, die eine gegenseitige Phasenverschiebung von ebenfalls jeweils -^- Grad besitzen.lying antenna rods is each - ^ - degrees, and each of these antenna rods is fed with waves that have a mutual phase shift of - ^ - degrees.

In der französischen Patentschrift 1032147 ist eine zirkulär polarisierte Antenne beschrieben, dieIn French patent 1032147 is described a circularly polarized antenna that

zwei gekreuzte Dipole besitzt, welche jeweils um eine ViertelwellenläBge verschoben erregt werden, und die USA.-Patentschrift 2 480 182 hat eine Antenne des gleichen Typs zum Inhalt, welche drei Viertelwellenlängen-Antennenstäbe besitzt, die um je 120° gegeneinander geneigt sind und durch Wellen erregt werden, welche untereinander jeweils eine Phasenverschiebung von 120° aufweisen.has two crossed dipoles, which are excited each shifted by a quarter-wave length, and the U.S. Patent 2,480,182 discloses an antenna of the same type which comprises three quarter-wave antenna rods which are inclined to each other by 120 ° and are excited by waves, which each have a phase shift of 120 °.

Bei einer idealen, zirkulär polarisierten Antenne ίο beschreibt das Ende des durch die Antenne erzeugten elektrischen Feldvektors in einem auf seiner Achse gelegenen Punkte einen Polarisationskreis. In einem Punkt, der mit der Achse der Antenne einen Winkel i bildet, beschreibt das Ende des elektrischen Vektors eine Polarisationsellipse mit dem Achsenverhältnis kleine Achse _
große AchseIn the case of an ideal, circularly polarized antenna ίο, the end of the electric field vector generated by the antenna describes a polarization circle at a point on its axis. At a point which forms an angle i with the axis of the antenna, the end of the electrical vector describes a polarization ellipse with the axis ratio minor axis _
big axis

Bei gewissen Anwendungszwecken ist es notwendig, daß diese Beziehung striktestens eingehalten wird. Dies ist aber nicht in allen Axialebenen der Fall, wenn die zirkulär polarisierte Antenne durch eine diskrete Anzahl von Viertelwellenlängen-Stäben gebildet wird, welche in gleichem Winkelabstand zueinander ange-For certain applications it is necessary that this relationship be strictly adhered to. However, this is not the case in all axial planes if the circularly polarized antenna is through a discrete Number of quarter-wavelength rods is formed, which are positioned at the same angular distance from one another.

as ordnet sind.as are arranged.

Gegenstand der Erfindung ist eine zirkulär polarisierte Antenne für Ultrakurzwellen, deren Feldvektoren um die Achse der Antenne umlaufen und die obengenannte Beziehung erfüllen.The invention relates to a circularly polarized one Antenna for ultra-short waves whose field vectors revolve around the axis of the antenna and which fulfill the above relationship.

Gemäß der Erfindung ist der Antennenstrahler eine flache Kreisscheibe, die an N Punkten erregt wird, welche gleichmäßig über einen an einer der Scheibenseiten gezogenen Kreis verteilt sind, und zwar mittels Wellen, welche untereinander Phasenverschiebungen aufweisen, welche den Winkelabständen der Erregungspunkte auf diesem Kreise entsprechen.According to the invention, the antenna radiator is a flat circular disk which is excited at N points which are evenly distributed over a circle drawn on one of the sides of the disk, by means of waves which have phase shifts between themselves which correspond to the angular spacings of the excitation points on this circle.

Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, deren einzige Figur einen Axialschnitt durch eine Antenne gemäß der Erfindung zeigt.All details about the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment in connection with the drawing, the single figure of which is an axial section through an antenna according to of the invention shows.

Die Antenne hat die allgemeine Form eines Metallzylinders i, welcher an seinem oberen strahlenden Ende durch eine Kalotte 2 aus dielektrischem Werkstoff abgeschlossen ist. Sie wird durch eine koaxiale Leitung 3 gespeist, die mit einer Welle von der Wellenlänge λ beschickt wird. Der innere Leiter 4 dieser Leitung tritt in den Hohlraum 5 ein und ist mit ihm leitend verbunden. In dem Hohlraum 5 enden N koaxiale Leiter, welche bei gleichem Abstand von dem die Mittelachse bildenden Leiter 4 gegeneinander um den gleichen Bogenwinkel versetzt sind.The antenna has the general shape of a metal cylinder i, which is closed at its upper radiating end by a dome 2 made of dielectric material. It is fed by a coaxial line 3, which is fed with a wave of wavelength λ . The inner conductor 4 of this line enters the cavity 5 and is conductively connected to it. In the cavity 5 end N coaxial conductors, which are offset from one another by the same arc angle at the same distance from the conductor 4 forming the central axis.

Bei dem dargestellten Beispiel beträgt N — 4, und daher sind nur zwei Leiter 6 und 8 aus der Figur ersichtlich. Die inneren Leitungen/ bzw. 9 dieser Leiter treten in den Hohlraum 5 ein, wo sie Verbindungsbolzen bilden. Der Durchmesser des Hohlraumes 5, der der Kupplungsbolzen 4, J, 9..., und die charakteristischen Impedanzen des Eintritts-Ieiters3 und der Ausgangsleiter6, 8... sind in geeigneter Weise so bestimmt, daß die dirrtih den '■■ Eingangsleiter ankommende Energie vollständig an die Ausgangsleiter abgegeben wird.In the example shown, N -4 and therefore only two conductors 6 and 8 can be seen in the figure. The inner lines / or 9 of these conductors enter the cavity 5, where they form connecting bolts. The diameter of the cavity 5, that of the coupling bolts 4, J, 9 ..., and the characteristic impedances of the input conductor3 and the output conductor6, 8 ... are determined in a suitable manner so that the direct incoming conductor to the input conductor Energy is completely released to the output conductor.

Die koaxialen Leiter 6, 8... sind mit einer dielektrischen Substanz von der Dielektrizitätskonstante ε gefüllt, und zwar auf eine Wellenlänge I₁, für die Leitung von der Ordnung f, welche gegeben ist durch die GleichungThe coaxial conductor 6, 8 ... are filled with ε of a dielectric substance of the dielectric constant, namely f to a wavelength I _1, for managing the order, which is given by the equation

, . Φ — ι λ ,. Φ - ι λ

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel kann manIn the chosen embodiment one can

annehmen:accept:

I₁ = U, I ₁ = U,

h =h =

Zo =Zo =

4(]/ε-ΐ) '4 (] / ε-ΐ) '

2λ2λ

In der Zeichnung ist angenommen, daß der koaxiale Leiter 8 vollständig mit dielektrischer Substanz gefüllt ist und daß in dem koaxialen Leiter 6 die dielektrische Substanz in Form von Abschnitten 14 angeordnet ist, welche alle — bis auf einen — eine mehrfache Länge einer Viertelwellenlänge besitzen, um Reflexionen zu unterdrücken.In the drawing it is assumed that the coaxial conductor 8 is completely filled with dielectric substance and that the dielectric substance is arranged in the form of sections 14 in the coaxial conductor 6 is, all but one of which are a multiple of a quarter wavelength in length, um Suppress reflections.

Am Antennenende verlaufen die inneren LeitungenThe inner cables run at the end of the antenna

7', 9', 10' in der Kammer 11 und sind mit der7 ', 9', 10 'in the chamber 11 and are with the

Scheibe 12 — beispielsweise mittels Schrauben 13 — verbunden.Washer 12 - for example by means of screws 13 - tied together.

Die Länge und der Durchmesser der Leitungen 7', 9', 10'..., welche als Impedanztransformatoren dienen, werden experimentell so bestimmt, daß die ganze durch die koaxialen Leiter6, 8... -ankommende Energie an die Scheibe 12 abgegeben wird.The length and the diameter of the lines 7 ', 9', 10 '..., which serve as impedance transformers, are determined experimentally so that the whole through the coaxial conductors6, 8 ... -arriving Energy is delivered to the disc 12.

Der Kreis, längs dessen die Verbindungspunkte zwischen den Leitungen 7', 9', 10'... und der Scheibe 12 verteilt sind, ist derartig, daß der Umfang eines axialen Querschnittes der Scheibe 12 — vermindert um den Durchmesser dieses Kreises — annähernd gleich der halben Wellenlänge ist.The circle along which the connection points between the lines 7 ', 9', 10 '... and the disc 12 are distributed, is such that the circumference of an axial cross section of the disc 12 - is reduced around the diameter of this circle - is approximately equal to half the wavelength.

Die metallische Schelle 15, die auf den Zylinder 1 aufgeschraubt ist, verhindert ein Abstrahlen nach rückwärts.The metallic clamp 15, which is attached to the cylinder 1 is screwed on, prevents backward radiation.

Claims

Claim:

Circularly polarized antenna for ultrashort waves with axial radiation, characterized in that that a flat, circular disc is provided, which is evenly distributed on several concentric points is excited by vibrations via coaxial conductors, which are between each other phase shifts corresponding to the angular spacings of the excitation points on the disk which are produced in that pipe sections made of dielectric material are arranged in the coaxial conductors, which are connected to a coaxial main feeder.

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