DE964782C - Jalousiefoermige Richtantenne mit horizontaler Polarisation - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 29. MAI 1957

C 12242 Villa/21 α⁴

Die Erfindung bezieht sich auf eine jalousieförmige Richtantenne für Kurz- oder Ultrakurzwellen mit horizontaler Polarisation.

Es sind zahlreiche Antennen bekannt, die aus parallelen leitenden Flächen aufgebaut sind. Man hat sogenannte Tannenzapfenantennen vorgeschlagen, die aus Scheiben bestehen, welche von der Stirnseite her durch einen geeigneten Strahler erregt werden und deren Hauptstrahlungsrichtung senkrecht zu den Scheiben steht. Wenn eine derartige Antenne durch eine Vorrichtung erregt wird, die ein kreisförmig polarisiertes Feld parallel zur Scheibenebene erzeugt, strahlt die Antenne parallel zu dieser Ebene, besitzt jedoch in der Horizontalebene ein Rundstrahldiagramm. Ferner sind sogenannte »Sohlenantennen« bekannt, die aus rechteckigen Platten in geeigneten Abständen bestehen. Auch hier ist die Hauptstrahlungsrichtung normal zu den Platten.

Die Erfindung betrifft eine Richtantenne mit horizontaler Polarisation ähnlich den »Sohlenantennen«, die demgemäß die dieser Anordnung eigenen Vorteile aufweisen, nämlich: einfacher Aufbau, hoher Gewinn bei geringem Platzbedarf. Die Hauptstrahlung geschieht jedoch bei der erfindungsgemäßen Antenne parallel zu den Platten. Die Antenne ist besonders für Meterwellen geeignet, da ihre Erregung viel einfacher als diejenige der bekannten Anordnungen ist.

Die erfindungsgemäße Antenne besteht aus leitenden Platten von langgestreckter rechteckiger Form, die in Horizontalebenen übereinander angeordnet sind, wobei ihre Langseiten parallel sind, und zwar derart,

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daß je zwei durch eine einzige Platte voneinander getrennte Platten eine Entfernung voneinander haben, die etwa gleich der Wellenlänge λ ist. Die Platten sind durch ein oder mehrere vertikale Abstandstücke voneinander getrennt, die als Träger des Ganzen dienen. Die Länge der verschiedenen aufeinanderfolgenden Platten ist konstant und übersteigt 2 λ, wobei es wesentlich ist, daß ihre Breite, die bei den

einzelnen Platten verschieden ist, zwischen — und λ

2 bleibt. Die Antenne umfaßt außerdem eine Anregungsvorrichtung, bei der es wesentlich ist, daß das elektrische Feld parallel zu den Langseiten der Platten verläuft. Die Anregungsvorrichtung ist an der Oberseite oder Unterseite des Plattenstapels angeordnet und bildet eine ebene Strahlungsquelle. Unter Umständen kann ein Metallreflektor senkrecht zu den Platten und parallel zu ihren Langseiten angeordnet sein. Der kleinste Abstand dieses Reflektors von den

Platten liegt in der Größenordnung von —. Der Abstand zwischen der Anregungsebene und der ihr nächsten Platte bewegt sich zwischen — und —.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen.
Hierin zeigt
Fig. ι im Schrägbüd eine erfindungsgemäße Antenne, die von einem sogenannten Käsestrahler angeregt wird;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform, bei der die Strahlungsquelle von einem Hornstrahler gebildet wird;

Fig. 3 die Antenne nach Fig. 2 von der Seite in schematischer Darstellung und

Fig. 4 eine spezielle Anregungsvorrichtung, die bei Meterwellen bei einer der dargestellten Antennen verwendbar ist.

Die Antenne gemäß Fig. 1 besteht aus paarweise angeordneten Platten xa, xb; xc, xd usw. Diese Platten sind als horizontale Metallplatten von der Länge α und der Breite b ausgebildet. Sie sind durch senkrechte Abstandsstücke 2« und 2 δ miteinander verbunden. Diese dienen zur mechanischen Halterung und können aus einem beliebigen Material bestehen. Die Erregung geschieht im gewählten Beispiel durch einen Dipol 4, der parallel zur Langseite der Platten steht und in seinem Mittelpunkt die horizontale Brennlinie eines parabolischen Zylinders 3 rechtwinklig schneidet. Letzterer ist von zwei Senkrechten ebenen Wänden begrenzt und als »Käse« bekannt. Die Mündung dieses Zylinders bildet eine Primärstrahlungsfläche 5, die parallel zu den Platten angeordnet ist. Der Abstand zwischen zwei Platten ία und ic, ι δ und xd usw. von der Ordnungszahl 1 und 3, 2 und 4 usw. liegt in der Größenordnung der Wellenlänge λ der erregenden Trägerwelle und ändert sich von einem Paar zum anderen. Der Abstand zwischen zwei Platten des gleichen Paares, ζ. Β. χ α

und ι b, liegt bei etwa — und ändert sich ebenfalls von einem Paar zum anderen. Die Abstandsänderung wird empirisch bestimmt, wie noch beschrieben wird. ■

Die beste Plattenzahl liegt etwa bei 6 bis 8. Ihre Länge ist konstant. Die Breite b der aufeinanderfolgenden Platten ändert sich nach einer ebenfalls empirisch bestimmten, wellenförmig verlaufenden

Funktion zwischen — und λ derart, daß man das

gewünschte Richtdiagramm erhält. Ein Reflektor 6, der aus einer senkrechten, parallel zu den Langseiten der Platten angeordneten Metallplatte besteht und

in der Entfernung von etwa — angebracht ist,

bewirkt, daß die Anordnung nur nach einer Richtung abstrahlt. Durch Unterdrückung der Rückstrahlung verbessert er außerdem den Antennengewinn.

Die Hauptstrahlungsrichtung dieser Antenne ist parallel zur Schmalseite b der Platten, wobei die Strahlungskeule in der Vertikalebene erheblich stärker als in der Horizontalebene gebündelt ist.

Es wurde festgestellt, daß die erwähnten Ergebnisse (Richtstrahlung parallel zu den Platten) nur für Plattenabstände erhalten werden können, die den Merkmalen der Erfindung entsprechen. Es wurde ferner festgestellt, daß für derart bestimmte Abstände die Feldstärken an den Rändern aufeinanderfolgender Platten in Phase sind. Die Phasenmessung längs aufeinanderfolgender Platten gestattet die Einstellung der Abstände, indem man die Platten längs der Halterungen verschiebt, bis die Phasengleichheit erreicht ist.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die gleichen Elemente wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Käseantenne 3 ist hier durch einen Hornstrahler 3' ersetzt, der beispielsweise von einer Hohlleitung derart gespeist wird, daß das erregende elektrische Feld E parallel zur Langseite des Hohlleiters verläuft. Der Gewinn kann noch verbessert werden, indem man die Abstrahlfläche 5 des Hornstrahlers 3' etwas gegen den Reflektor 6 neigt, wie Fig. 3 zeigt. In dieser Figur ist das Strahlungsdiagramm L der Antenne in einer Vertikalebene dargestellt.

In Fig. 4 besteht das Anregungssystem aus einer Reihe von Dipolen 9, die durch einen einfachen horizontalen Strich dargestellt sind und parallel, zu den Langseiten der Platten xa, xb usw. angeordnet sind. Sie werden mit Hilfe bekannter, nicht dargestellter Mittel gleichphasig erregt und befinden sich über einer reflektierenden Platte 5', welche die ebene Strahlungsquelle für die Antenne darstellt, die in den anderen Figuren mit 5 bezeichnet wurde. Eine solche Antenne kann infolge ihrer großen Richtkraft in der Vertikalebene und ihres breiten Frequenzbandes als Fernsehsendeantenne Verwendung finden. Beispielsweise hat bei einer Wellenlänge X = 5 m eine Antenne mit der Gesamtfläche 9 A², d. h. 225 m², die mit Reflektor versehen war, einen Gewinn von 18,5 db geliefert. Das bedeutet einen Wirkungsgrad von beinahe 6o°/₀, und zwar mit einem Durchlaßband von ± 5 °/ο·

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele

beschränkt. Insbesondere ist es manchmal vorteilhaft, einen zusätzlichen ebenen Reflektor parallel zu den aktiven Platten oberhalb der Antenne in einem gewissen Abstand von der letzten Platte anzuordnen sowie einen weiteren Reflektor zwischen den Platten und dem senkrechten Reflektor, ebenfalls über der Antenne.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Jalousieförmige Richtantenne mit horizontaler Polarisation, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere leitende Platten von langgestreckter, im wesentlichen rechteckiger Form, die übereinander in parallelen Horizontalebenen angeordnet und durch ein oder mehrere senkrechte Abstandstücke verbunden sind, vorgesehen sind, daß die Summe zweier aufeinanderfolgender Plattenabstände etwa gleich der Betriebswellenlänge λ ist, während die Plattenlänge größer als 2 λ und ihre Breite zwischen

   — und λ ist, daß die Platten von einem Strahler,

   dessen Mündungsebene etwa parallel zu den Plattenebenen verläuft, angeregt werden und daß der Abstand zwischen der Anregungsfläche und

   der ihr benachbarten Platte zwischen — und —

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   liegt, derart, daß die Hauptstrahlungsrichtung der Antenne parallel zu den Platten verläuft.
2. 2. Richtantenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung durch einen zur Langseite der Platten parallelen Dipol geschieht, der senkrecht zur Brennebene einer »Käseantenne« steht, welche aus einem parabolischen Zylinderabschnitt und zwei senkrechten, ebenen Wänden besteht und eine ebene, zu den Platten parallele Mündung aufweist, wobei der Mittelpunkt des Dipols in die Brennlinie des parabolischen Zylinders fällt.
3. 3. Richtantenne nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Reflektor, der aus einer senkrechten Metallplatte besteht, die hinter der eigentlichen Antenne und parallel zu den Langseiten

   der Platten im Abstand von

   λ
   etwa —

   von denselben angeordnet ist.
4. 4. Richtantenne nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung durch einen mit einer Hohlleitung verbundenen Hornstrahler geschieht, dessen Abstrahlfläche derart ein wenig gegen den Reflektor geneigt ist, daß der Antennengewinn erhöht ist.

   5· Richtantenne nach Anspruch 1, insbesondere für Meterwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung durch eine Reihe von Dipolen geschieht, die parallel zu den Langseiten der Platten über einer zusätzlichen zu den Antennenplatten parallelen Platte angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt'Zeichnungen

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