DEP0035339DA - Abgestimmte Antenne zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen - Google Patents

Description

PATENTANWALT Dipl.-Jng. Wilhelm BISCHOFF

Hannover, Brit. Zone, Deutschland (20a) ALIGSE UEBER LEHRTE, J&BTL 2Q_a I (Bffil) f 3Tf, Ifi 4 β

POSTSCHECK-KONTO HANNOVER 94592 ei^ZH ^Kt-KillU (.· X X J , O

MERKUR-BANK HANNOVER 10758

EI£CTiüC & MUSICAL HittJSaRXES UUlW in HAYES

Middlesex, England«

"Abfestiaaate Antenne zum Senden oder Liapfan_i en eleUtromag·

netischer Wellen".

Di® Erfindung betrifft eine abgestimmte Antenne zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen in eine.,; weiten Frequenzbereich.

Fuer mache Zwecke_f besonders sum Jernsehen₈ itt es erforderlichy eine Antenne zu verwenden, welche faehig ist, elektromagnetische Wtllen zu senden oder empfangen, fieren Irequenzepektruui sich ueber einen großen Bereich erstreckt. Wenn abgestimmte Antennen fuer solche Zwecke verwendet v/erden, ist es erfOrdorlich₇ sie so auszubilden, daß sie eine verhaeltniemaeßig gerinne Abstimmsehaerfe · besitzen. ic.t daher beispielsweise bei Iipol-Antennen zu diesem Zweck ueblich, den Purchmeeirer dec Antennenleitere bezw. der Antennenleiter durch Anwendung rohrfoc rmiger anstatt einzelner massiver Traehte zu erhoehen.

lurch %koeJnjn|^ f^f^J^^^iljaJ^{sserE öer} in dieser

Weis® vorTi cIer Antenne ver^j^grj^jjnd die Kapazitaet der Antenne erhoeht, sodaß 44^«»«ete«ⁱe4fe4--*4e*Ä*elie

und dadurch die Abstimiaechaerfe c<. r Antenne verringert wird, *enn jedoch, versucht wird/die. Abstimmschaerfe der Antenne auf diese Weiß© durch weitere Erhoehung ihres Turchmaesers bedeutend herabzusetzen, Viird es notwendig sein_g die Laenge der Antenne zu verringern, um öle gewuenschte Keeonanz zu erhalten« Infolge dieeer Verkuerzung wird der strahlungswideretand der Antenne verringert· !•lese Verringerung bewirkt eine Iieigung. zur Lrhoehung der Abetimmscaaerfe der Antenne. Eo wurde beispielsweise verlangt $ einen !■Ipol herzustellen, der geeignet ist* V-ellen mit angenaeh^rt · leichem Wirkungsgrad in einem eich von

50 bis 70 MEz ·· bio 70 xt&cjuT ^J erstreckenden Frequenzbereich zu senden. Beim Versuch einen so großen Sendebereich zu erhalten, wurde ein Purchmeεεer des Antennenlei tere in der Groeßenordnung von 56 cm verwendet: es wurde 3 eben gefunden, daß die Laenge des Ilpols so verringert werden mußte, daß der Strahlungswiderstand des ripols von normalem Wert von ungefaehr 70 Ohm auf den sehr gering en Wert von 18 Diim herabgesetzt wurde, und es konnte ferner nur ein Sendebereich von etwa 5 UEz oder &fo der mittleren Frequenz erreicht werden. Tie Verringerung des Strahlung swiderstandes macht es daher unmoeglich, den gewuenschten großen Sendebereich zu erhalten« Tie Erfindung bezweckte* eine verbesserte Antenne zu schaffen, bei welcher die obengenannten Schwierigkeiten behoben

sind. unlLtt J%n4tÜdU>

-£Ae> Erfindungt ^ei^4^4^»iM» abgestimmte An tenne

gasig

«4-f~einem Antennenleiter mit großen Qu* rausiaaßen '(tywi.

Abstaenden ueber seine· Laenge verteilten Serienkapazi= taeten, wobei die Laenge der genannten A.ntenne dnd die Vierte der genannten Kapazitaeten so bemessen sind, daß die genannte Antenne instande ist, im wesentlichen gleich« maeßig Bellen in einem Frequenzbereich zu senden oder zu empfangen, der der mittleren Frequenz₉ auf welche die Antenne abgestimmt ist, wesentlich ■•■ I ueberschreitet. Ter hier angewandte Ausdruck "im wesent» liehen gleichmseßig" bedeutet, daß Veraenderunren-An dem ^,i^rfJ.nganC'BAtag^ftyg der genannten Antenne

dei Frequenzb c r e i chy- *

, ,daß die Antenne H durch eine«

jtgespeist werden kann, ohne daß sie S^e⁷ groeßere Amplitudenrei lexionen als IOf₃. innerhalb des genannten Bereichs aufweist.

Ferner ist mit einem Antenne^tIeiteriuit großen Querausmaßen ein Antennenleiter mit solchen Querausmaßen gemeint, daß ein daraus erbauter Iialbwellend^jpoleine wesentlich (d.h. 10$ oder mehr) geringere c-

laenge

Laenge haet te als die halbe Freiraugiwe Ilen-

UmXSäiLFT engthj. der Resonanzfrequenz.

Es wird im weiteren klar sein, daß der Antennenleiter keinen kontinuierlichen Umfang zu haben braucht ·, sondern aus einer Ans hl selbstaendiger, getrennter Leiter zusammengesetzt sein kann» In diesem Fall sind die Querausmaße des Antenneleiters die Querausmaße des von den genannten selbstaendigen Leitern, eing.eschlos&senen Raumes.

ftr einem Antenneleiter von wirklich großen AusmaSeTV»»© daß ihr φ tnicht groeßer als 500 Ohm ist» ■t -

wobei die Laenge der genannten Antenne und die VVex^e^cfer genannten Kapazitaeten derart sind_f daß-TTleg-enannte Antenne instande ist, fellen in^eirnem Frequenz bereich zu senden oder zu empfang@»f^cr 8^ der mittleren Frequenz, auf welche d^J&--^tenne abgestimmt itt, wesentlich ueberj-

^AGr^m4^i^»&rius^ der Erfindung -ie-t—i'^N

Iii il!¹ 'i¹ ΓΙ'ιιι ''i ι ιιιnr ■ieeri^e vtJ. LeiltefiT LSerienkapazltaeten^. deron-Ahist a enifa»— kleiner als 1/4 der wirksamen Wellenlaenge, und vorzugsweise in der Oroeßenordnung vocoder kleiner als 1/12 der wirksamen Wellenlaenge ■^^AY^w^^ir=^er~-i^^^ 4@3^-g#—*»

derart sind, daß die genannte Antenne IsisjtajadÄ-^rst^iB wesentlichen gleichmaeßigWgJJUir-isrel^em Frequenzbereich zu senden oderzu-einp^angen, der Qfi der mittleren Frequenz _t auf dJju-dre'Ant enne eingestellt ist _y im wesentlichen ueberhxei-te^U

Die Laenge der Antenne kann ianraig"

;:efaehr gleich

eirien^£5wuenschten Strahlungswiderstazid aufweist und durch geeignete Wahl der erwaehnten Kapazitaeten die gewuenschte Resonanz erhalten werden sjknn. Mittels der erfindungsgemaeßen Antenne ist es moeglich, einen großen Sendebereich zu erhalten, ohne eine Antenne mit ueb rmaeßig großen Querausmaßen verwenden zu mueseen. Ferner wurde gefunden, daß eine Erhoehung der Eichtwirkung der Antenne gegenueber einem normalen

Dipol erhalten wird. Ks ist Iaekannt₉ daß durch ifergoeßerung der- Iaenge einer Antenne der Strahlungswiderstand ebenfalls erhoeht wird, und es wird daher in mSchen Fael-Ien geschaetzt Werden₉ daß die erfinöungsgemaeße .Antenne mit groeßerer als Balbwellenlaen^e ausfuehrbar ist. -£4e—-•rh c «

Ile erfindun^sgemaeße /Antenne kann aus roehrenartigen Leitern von großen Durchmesstrn bestehen, falls es aber wünschenswert ist, die WindwirhAng zu verringern® kann die * Antenne aus mehreren Leitern von geringem Iurchmesser bestehen, die so angeordnet Sind₈ daßbbezueglich der Wirkung die erwaehnte große Flaeche vorhanden ist* Die Eopazitaeten koennen dadurch gebildet sein, daß die genannten rohrfoermigen Leiter mit großem Turchiaesser oder die genannten Leiter von geringem Iurchmesser in Abschnitten !hergestellt, und die benachbarten Enden derselben ueberläppt und gegeneinander isoliert sind.

Auf der /Jeichnunr ist ein Ausfuehrunrsbeispiel der Antenne dargestellte

Fig»1 zeigt die -Antenne in Seitenansicht, Fig.2 zeigt in groeöerem Masstab einen Schnitt nach Linie 2-2 der fij>l.

tie ripο!-Antenne besteht aus zwei Teilen I_fS₉ wobei Jeder Teil durch eine Zuleitung 3 gespeist wird ^ ei-- -

44»ä4*TOte®»»*»^ Ier Teil 1

ist in drei Abschnitte 4,5,6 und der Teil 2 in entsprechender Weise in drei Abschnitt® 7_tQ9 unterteilt, wobei je» der Abschnitt mehrere Leiter aufweist, welche zueinander parallel, und, wie aus Fig.2 ersichtlich ist, l- einem Kreiß angeordnet sind, wobei die Leiter eines Abschnittes mit denjenigen des benachbarten Abschnittes ausgerichtet sind. Tie Anordnung- bildet auf diese leise in ihrer Wirkung einen zylindrischen oder rohrfoermigen Leiter mit großer Flaeche_e Die einzelnen Leiter in den genannten Abschnitten sind durch leitende Ringe 10-21 gestuetzt, an denen die Leiter in irgend einer Weise befestigt sind. Ler Teil 1 der Antenne ißt, abgesehen von den Verbindungen

der Speiseleitung 3 durch isolierte, mit den Tragringen 15,16 verbundene Stuetzen 22 vom Teil 2 isoliert. Jeder Antennenabschnitt enthaelt sechs Leiter a und sechs Leiter b, wobei die Lnden der Leiter a eines Abschnittes in die Enden der Leiter a des benachbarten Abschnittes eingefuehrt und diese. Enden voneinander isoliert sind, sodaß durch die ueberläppten Flaechen Kapazitaeten gebildet werden. Auf diese Yveise ist jeder Teil der Antenne mit in Abstaenden ueber seine Laenge verteilten Kapazitaeten versehen, Tie Leiter te__s welche zwischen den Leitern a eines Abschnittes an»;eordnet sind, sind von den Zwischenleitern b in dem benachbarten Abschnitt dadurch getrennt, daß die Enden dieser Zwischenleiter, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sich im Abstand voneinander befinden. Ile Leiter sind jedoch durch die leitenden Ringe 10-21 ■■■Iapazitaeteir galvanisch miteinander vcr bunden.

Allgemein sollten soviel Kapazitaeten als moeglich ueber die Laenre der Antenne vergilt sein, praktisch wurde Jedoch gefunden, daß die Anordnung von vier Kapazitaeten, wenn man die Kapazitaeten zwischen zwei Abschnitten als eine einzige Kapazitaet auffaßt, genuegt, wobei die Kapazitaeten in Abstaenden gleich einem zwoelftel einer v/ellenlaenge angeordnet sind« line solche Antenne war zum Betrieb mit einer Mittelfrequenz von 58 MHz ¹ ' bestimmt, wobei die Gesamtlaenge des Antennenleiters gleich einer halben Wellenlaenge bei. dieser Mit tel frequenz be zw. 2,59 m war. Bei dieser Ausbildung C·die Anordnung von vier Kapazitaeten von je fi 130 22ic ro-micro farad ggnnfgCMid gefunden, um eine flache Resonanzkurve ueber ein Frequenzspektrum von 50 bis 65 MHz zu erhalten. Tie Leiter jedes Abschnittes der Antenne waren in gleichen Abstaenden auf einem Kreis von 15,24 cm Purchmesser (G" IH irällitJLüi) angeordnet· Der aeußere rurchmesser des Leiters a injden Abschnitten 6 und 7 war 22,2 mm ¹ in den Abschnitten 5+. und 8 dagegen 12,7 mm - un^^^^d^n^Abs^hni11en 4 und 9 war er 6,35 mm 4-4'. ■ⁱ i- ■ der Antenne war etwa 240 Ohm und der Strahlungs· widerstand unrefaehr 72 Ohm.

Ile auf der Zeichnung dargestellte Ausfuehrun£sf orm ist geeignet® den Wind druck herabzueetzen^.-^ratHS-t je^ch, falls gewuenscht,"jeder der Abschnitte 4-9^Keine»_/einzigen rohr® fpermigen Leiter mit großem Purchmesser ^-4i.ay, -^we-bei—dte pnden -d^eser-^ei^w zwecks Bildung der genannten KapazitaefVueberlappt sind. Ferner, waehrend bei dem gezeichneten Beispiel die Antenne als zylindrischer Pipol ausgebildet ist, IaeSt sich die Erfindung auch auf andere Antennenformen anwenden, beispielsweise auf Teeppelkegel- ' oder Lliipsoid-Antennen.. Im Falle dieser beiden Arten koennen die Antennen aus entsprechend geformten Leitern aufgebaut sein, um der Antenne die gewuenschte Gestalt zu verleihen, wobei die Leiter in Abschnitten angeordnet sind, deren Enden zur Bildung der Kapazitaeten ueberläppt sind.

Claims (3)

Anspruech«.

1. ) Abgestimmte Antenne zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Kellen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Antennenleiter besitzt, welcher große QuerausmaQe aufweist und mit in Abstaenden ueber seine Laenge verteilten Serienkapazitaeten versehen ist, wobei die Laenge der genannten Antenne und die Werte der genannten Rapazitaeten so bemessen sind, daß die genannte Antenne imstande ist, im wesentlichen gleichmaeßig Wellen in einem Frequenzbereich zu senden oder zu empfangen, der 8* der mittleren Frequenz, auf welche die Antenne eingestellt ist, wesentlich ueberschreitete

2. ) Antenne nack^^entajispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr£ e- nicht groeßer als 500 Ohm ist.

3. ) Antenne nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstaende der Kapazitaeten kleiner sind als 1/4 der wirksamen VV e llenlae ng eji und vorzugsweise in der Groe-Senordnung von 1/12 oder weniger der wirksamen foe 1 lerilaenge.

ρ 55 333 Vllla/2la⁴ D ELECTHIC & MUSICAL HB! LTD.

4·) Antenne nach Patentansprucsh 1,2 oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der .Intenne angenähert der halben Wellenlänge oder mehr der Mittelfrequenz d@0 irequenzbereichea entspricht«

5·) Antenne nach Patentanspruch 1,2,3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Kapaaitüten dadurch gebildet sind, daß dvsr Antennenleiter in AbscLnitten ausgeführt ist und die Lnuen der AbacLnitte überlappt und gegeneinander isoliert sind·

6,) Antenne nach irgendeinem der vorhergehenden Patent— Einsprüche, dadurch ^cfeennzeiehnet, daß die Antenne mehrere Leiter aufweist, welche so angeordnet sind, da B sie in ihrer Wirkung einen Leiter mit großem Querschnitt bilden»