DE975023C

DE975023C - Breitband-Richtstrahlantenne mit einer leitenden Flaeche variabler Breite

Info

Publication number: DE975023C
Application number: DEG9425A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Phil Graziadei
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-07-24
Filing date: 1952-07-24
Publication date: 1961-07-06

Description

AUSGEGEBENAM 6. JULI 1961

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variabler Breite

Die drei hauptsächlichen Forderungen, die an eine Breitband-Richtstrahlantenne, beispielsweise für Kurzwellen, gestellt werden, sind: erstens eine vor allem in der Horizontalebene genügend stark gebündelte, einseitige Richtstrahlung mit möglichst geringen Nebenzipfeln; zweitens, daß eine befriedigende Richtstrahlung in einem möglichst weiten Frequenzbereich erhalten bleibt; drittens, und das ist die am schwersten zu erfüllende Forderung, daß die Welligkeit der Speiseleitung in einem möglichst weiten Frequenzbereich in erträglichen Grenzen bleibt.

Von den Antennenformen, die diese Forderungen erfüllen, ist die Rhombusantenne am bekanntesten. Sie besitzt allerdings den schwerwiegenden Nachteil, daß ein beträchtlicher Teil der Sendeleistung nicht abgestrahlt wird, sondern nutzlos im Abschlußwiderstand vernichtet wird. Eine ebenfalls bekannte Antennenform, die diesen Nachteil nicht aufweist, besteht in ihrer Grundform aus zwei geraden, in einer Ebene liegenden, symmetrisch angeordneten Schenkeln, die miteinander einen mehr oder weniger spitzen Winkel bilden. Diese auch Winkelantenne oder V-Antenne genannte Form, die beispielsweise an ihrem spitzen Ende gespeist wird, ist allerdings nicht als Breitband-Richtstrahlantenne im Sinn der oben aufgestellten Forderungen zu betrachten, weil sie einen von der Frequenz stark abhängigen Eingangswiderstand hat. Die Fehlanpassung der Speiseleitung ist aus diesem Grunde ebenfalls sehr frequenzabhängig und von beträchtlicher Größe.

109 612/12

Eine bekannte Maßnahme zur Verringerung der Frequenzabhängigkeit des Eingangswiderstandes der Winkelantenne besteht darin, die Querabmessungen der Antennenschenkel im Verhältnis zur Schenkellänge besonders groß zu machen. Bekannte Formen sind die Zylinder-Winkelantenne und die Kegel-Winkelantenne. In einem Fall ist der einzelne Antennenschenkel ein dicker Zylinder, im anderen Fall ein Kegel mit großem Öffnungswinkel, wobei die Spitzen der beiden Kegel die Eingangsklemmen der Antenne sind.

Die Frequenzabhängigkeit des Eingangswiderstandes derartiger dicker Winkelantennen ist merklich kleiner als die von dünnen Winkelantennen. Die damit erreichbaren Werte der Welligkeit der Speiseleitung sind aber unter praktischen Bedingungen noch zu hoch.

Eine andere bekannte Winkelantenne besteht aus zwei zueinander geneigten, an den Eingangsklemmen mit einer Spitze beginnenden Flächen, deren größte Breite am offenen A.ntennenende liegt. Auch für diese Winkelantenne ist kennzeichnend, daß eine verhältnismäßig große Schenkellänge erforderlich ist, um erträglich kleine Werte für die Welligkeit der Speiseleitung zu erreichen. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Antennenschenkel als Spitze beginnen, weil dadurch der Eingangswellenwiderstand zwangläufig einen unzweckmäßig hohen \¥ert aufweist.

Ferner ist eine Winkelantenne, ebenfalls aus geneigten Flächen, vorgeschlagen worden, deren größte Flächenbreite in die erste Hälfte der Antenne gelegt ist, während die offenen Antennenenden in eine Spitze auslaufen.

Die Erfindung betrifft eine Breitband-Richtstrahlantenne mit einer leitenden Fläche variabler Breite. Erfindungsgemäß ist diese Antenne dadurch gekennzeichnet, daß sie unter einem Winkel von weniger als 45° gegen die Erdoberfläche geneigt angeordnet ist und an ihrem erdfernen Ende nach oben abgeknickt ist. Es handelt sich hierbei nicht um symmetrische Richtstrahlantennen, sondern um Richtstrahlantennen, die gegen Erde erregt sind, d. h. erdunsymmetrischen Eingang haben. In diesem Fall ist nur der eine der beiden Antennenschenkel wirklich vorhanden, während der andere gewissermaßen von seinem Spiegelbild im Erdboden gebildet wird.

Der besondere Vorteil der Antenne nach der Erfindung liegt in der baulichen Ersparnis, da nur eine Antennenhälfte der vollständigen symmetrischen Anordnung erforderlich ist. Außerdem liegt die leitende Fläche bei der Antenne nach der Erfindung in der Nähe des Erdbodens, während die leitenden Flächen von symmetrischen Antennen in verhältnismäßig großer Höhe über der Erde angeordnet werden müssen. In funktechnischer Hinsicht sind diese Vorteile keineswegs mit Nachteilen erkauft, weil sich symmetrische und erdunsymmeirische Richtstrahlantennen beispielsweise für den Überseefunkverkehr gleich gut eignen.

Die erfindungsgemäße Breitband-Richtstrahlantenne besteht demnach aus einem gegen Erde erregten Schenkel der leitenden Fläche. In der vertikal liegenden Antennenebene und in dazu parallelen Ebenen ist die leitende Fläche praktisch ausdehnungslos. Ihr Neigungswinkel gegen Erde hängt von der gewählten elektrischen Länge ab und ist kleiner als 45⁰. Die Fläche ist von einer bestimmten Stelle ab nach oben abgeknickt, um einen größeren wirksamen Öffnungswinkel zu erhalten und um eine im Verhältnis zur Wellenlänge möglichst kurze Schenkellänge zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Antenne läßt sich auch in der Weise verwirklichen, daß die leitende Fläche aus einer flächenhaft angeordneten Drahtharfe besteht, deren wirksame Breite gleich der Breite einer Vollfläche ist. Der Umriß der Antennenfiäche ist im allgemeinen Fall gekrümmt. Näherungsweise kann eine solche Umrißform auch durch eine Folge gerader Begrenzungslinien ersetzt werden. Auf diese Weise erhält die Antennenfläche einen Umriß in Form eines Polygons.

■Die Breitband-Eigenschaften der Antenne können durch Einschalten einer Induktivität verbessert werden, die zwischen die Eingangsklemme der Antenne und Erde gelegt wird. Statt der konzentrierten Induktivität einer Spule kann auch die verteilte Induktivität einer am Ende kurzgeschlossenen Doppelleitung vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Breitband-Richtstrahlantenne mit einer leitenden Fläche variabler Breite, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter einem Winkel von weniger als 45 ° gegen die Erdoberfläche geneigt angeordnet ist und an ihrem erdfernen Ende nach oben abgeknickt ist.

2. Breitband-Richtstrahlantenne nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Eingangsklemme der Antenne und Erde eine Induktivität angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften.:

Deutsche Patentschriften Nr. 547 216, 677 887, 693 092, 825 433, 826456, 833 064;

deutsche Patentanmeldungen ρ 35297 Villa/ 2ia⁴D (bekanntgemacht am 11. 10. 1951), T4253 VIIIa/2ia⁴ (bekanntgemacht am 20. 12. 1951, T 2353 VIIIa/21 a⁴ (bekanntgemachtam 3.4.1952), T 2406 VIII a/21 a⁴ (bekanntgemacht am 5.6.1952), T 2539 VIII a/21 a⁴ (bekanntgemacht am 29. 5. 1952), S 7400 VIII a/21 a⁴ (bekanntgemacht am 26.6.1952), T 2302 VIII a/21 a⁴ (bekanntgemacht am 5. 6. 1952),. E 2369 VIIIa/21 a⁴ (bekanntgemacht am 16. 7. 1942), T902 VIIIa/21 a⁴ (bekanntgemacht am 10. 4. 1952);

USA.-Patentschriften Nr. 1 788 022, 2 239 724; französische Patentschrift Nr. 818696; australische Patentschrift Nr. 18994/29;

Noil und Mandl, Television & FM Antenna Guide, 1951, S. 275;

Electronics, Oktober 1951, S. 84/85;

Term an, Radio Engineers Handbook, 1943, ■ S. 863, 870 und 871;