DET0001309MA - Antennenanordnung - Google Patents

Description

Gesellschaft für drahtlose Telegrapliie m,Id₉H₈ , Berlin S?/ 61_f

Mehringdamm 32/34

Ant ennenanordnung

In dein Hauptpatent Nr₈ (Patentanmeldring ρ 3894 Vlll/a 21a4) ist eine Antenne zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen angegeben_f die über eine koaxiale Speiseleitung an ein Funkgerät angeschlossen ist -und die dadurch gezeichnet ist_? dass der galvanisch geerdete Mantel der Speiseleitung mit dem Strahler verbunden ist j während der Innenleiter an den tiefer als der Strahler angeordnetem elektrischen Gegenpol des Strahlers, z_oB«, an ein Gegengewicht oder an einen weiteren Strahler angeschlossen ist, und dass zwischen der Stelle der galvanischen Erdung des Mantels und seinem Anschlusspunkt an dein Strahler ein für aie auf der Aussenseite des Mantels fliessenden Ströme der Betriebsfrequenz wirksamer Hochfrequenzwiderstand vorhanden ist. Durch diese Anordnung wird bei einem vertikalen Strahler eine ständige leitende Verbindung des oberen Teiles der Antenne über den Mantel der Speiseleitung mit Erde hergestellt, so dass schädliche statische Aufladungen nicht auftreten können und auch Blitzeinschläge ohne Gefahr der Beschädigung von Teilen der Anlage abgeleitet werden können; trotzdem wird ein Abfliessen der Hochfrequenzströme über den geerdeten Mantel verhindert«

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der Antennenanordnung nach dem Hauptpatent, durch welche eine noch vielseitigere Verwendbarkeit und bessere wirtschaftliche Ausnutzbarkeit gewähr-

leistet werden» Geinäss der Erfindimg soll. an dem mit dem geerdeten Mantel der Speiseleitung unmittelbar verbundenen Strahler mindestens eine andere Antenne, vorzugsweise eine symmetrische, vorzugsweise
senkrecht zu dem genannten Strahler sich erstreckende Antenne "befestigt sein» Eür den genannten, mit dem geerdeten Mantel der Speiseleitung 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 denmach für die Zusatzantennen wie ein geerdeter Mast angesehen werden, was hinsichtlich der Kopplung der zusätzlichen Antennen mit den zugehörigen Punkgeräten (Sender oder Empfänger) wesentliche Vorteile bietet.

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 Kupplungsmittel für die Kurzweilonantennen 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^

Bei der Antennenanordnung gemäss der Erfindung entfallen diese
Schwierigkeiten und es bietet sich die Möglichkeit, eine beliebige Anzahl von zusätzlichen am Hauptstrahler angebrachten Antennen mit dem zugehörigen Punkgerät über Kopplungsmittel zu verbinden, bei
deren Konstruktion keine erhöhten Ansprüche hinsichtlich der Spannungsfestigkeit gestellt und keine besonderen Sperren für die Eusspunktspannung der Mittel- bzw» Langwellenantenne vorgesehen zu werden brauchen. Wenn die Wellenlängen, auf denen die z^lsätzlich.en 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 Zusatzantennen massgebend sind, z,B».kann dann die Zusatzantenne nahe dem Ende des Hauptstrahlers "befestigt sein, um ihr eine möglichst grosse Erhebung über den Horizont zu geben,

?7enn aber diese Wellenlängen nur wenig voneinander abweichen, wie dies beispielsweise für Sende—Empfangs-Antennen von Gegensprechanlagen gewöhnlich aijitrifft, ist die Stelle, wo die zusätzliche .Antenne an der galvanisch geerdeten Hauptantenne befestigt wird, nicht mehr gleichgültig, Entsprechend einem weiteren Gedanken der Erfindung soll die Zusatzantenne dann in der Nähe eines S.trombauches auf der Hauptantenne an dieser befestigt sein. Da dort die Spannung ein Minimum aufweist, tritt keine Störung der Wirkung der Hauptantenne ein mid. die direkte Üb or tragung 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 90° kreuzen, ist die induktive Kopplung im Idealfalle nulle Da ferner 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 Mull gemacht werden, wenn geeignete Antennenformen gewählt werden. Wenn beispielsweise zwei symmetrisch schwingende Linearstrahler in der Nähe ihrer in der Mitte auftretenden Strombäuche einander senkrecht kreuzend aneinander befestigt werden, ist auch die Strahlungskopplung praktisch null=. Die Befestigung kann über Isolierstücke erfolgen oder im !Falle zweier symmetrischer Antennen durch galvanisch leitende Konstruktionselemente*

In Abb=, 1 ist eine Antennenanordnung nach der Erfindung dargestellt« Der vertikale Rohrmast 1 bildet den oberen Teil des Hauptstrahle rs. Er wird elektrisch ergänzt durch den rohrförmigen Strahler 2, der den unteren Teil des Mastes 1 -umgibt* Die Speisung der elektrisch zusammengehörigen Strahler 1 und 2 erfolgt in der im "Pat ent #r% =(=^iavH^^©347^=I-^af^l^aa4^:4^:> angegebenen Weise» Die koaxiale Leitung, welche die Antenne mit dem Funkgerät verbindet, ist von tinten in

das Innere des Rohrmastes 1 eingeführt waä. bei der Speisungsstelle

5 ist der Mantel der Leitung mit dem Mast 1 verbunden, während ihr Innenleiter durch eine Öffnung herausgeführt und mit dem rohrförmigen Strahler 2 verbinden ist. Der obere Teil des rohrförmigen Strahlers 2 bildet zusammen mit dem von ihm umgebenen Teil des Mastes 1 ein Leitungsstück, dessen Länge durch Verschieben der Kurzschlussplatte 4 atif reflexionsfreie Anpassung des Antennenwidei Standes an den Leitungswiderstand eingestellt werden kann» Die Kurzschlussplatte 5 dient entsprechend zur Einstellung der Lange des unteren Leitungsstückes zwischen dem Rohr 2 und dem von ihm umgebenen Teil des Mastes 1 als Sperrkopf, um den Abfluss der Mantelwellenströme zur Erde zu verhindern»·

Der Strahler ist am unteren Ende des Rohres 1 mittels der Schelle

6 an dem Mast 7 befestigt und über diesen mit Erde verbunden* Bei 8 sind die in das Rohr 1 hineinführenden Energieleitungen angedeutet, von denen eine zur Speisung der Hauptantenne 1, 2 dient« Am oberen Teil des Rohres 1 sind die Zusatzstrahler 9 und 10 befestigte Sie sind als symmetrisch schwingende Linearstrahler ausgebildet und werden über die erwähnten, bei 8 eingeführten Energieleitungen gespeist» Da die Wellenlängen, auf denen die Zusatzstrahler arbeiten, klein sind gegenüber der Wellenlänge, für die der Hauptstrahler bestimmt ist, können diese Zusatzstrahler am oberen Ende des Rohres 1 befestigt werden. Sie befinden sich demnach nicht an der Stelle des Strombauches auf 1, wie man aus der neben dom Hauptstrahler angedeuteten Stromverteilung erkennt»

Die Anordnung nach AbKl wirkt sich besonders günstig aus, wenn der Hauptstrahler 1 und seine elektrische Ergänzung 2 für das Gebiet der Mittelwellen, beispielsweise für eine Wellenlänge von 200 m bemessen ist_c. Wenn dann die elektrische Länge jedes der beiden zusammenwirkenden Strahler 1 und 2 ungefähr gleich einer halben Wellenlänge ist, ergibt sich eine etwa 200 m hohe Mastkonstruktion, an deren oberem geerdetem Teil besonders Antennen für solche Wellenlängen mit Vorteil befestigt soin können, für die schon eine praktisch geradlinige Ausbreitung mit Begrenzung des Empfangsbe-

reiches wie bei optischer Sicht in Betracht zu ziehen ist· Dabei wird es von Vorteil sein, diese am oberen Teil des Hau.ptstrah.lers anzubringen, um. ihre Erhebung über den Horizont möglichst gross zu machen^ Es können sowohl zusätzliche Antennen für Empfangs-* wie für Sendezwecke wie überhaupt die verschiedenen Kombinationen von Kutzwellenantennen für gerichtetes Senden oder Richtempfang am Haupt— strahler angebracht sein_? besonders auch Antennenkombinaiionen zum Empfang und Wiederaussenden von. Schwingimgen der gleichen. Frequenz®

In Abb» 2 ist eine andere Ausfuhrungsform einer Antenne nach der Erfindung dargestellt. Die Betriebswellenlängen der Harnptantenne mit den. Strahlerteilen 1 und 2 und der Zusatzantonne 11 haben hje r untereinander gleiche Grossen Ordnung. Daher ist die Zusatzantenne 11 an der Stelle des ■ Strombauches des Strahlers 1 befestigt« Die Zusatzantenne ist als symmetrisch schwingende Linearantenne ausgebildet und ihr mittlerer Strombauch liegt ebenfalls bei der Befestigungsstellee Bei dieser Anordnung ist die gegenseitige Beeinflussung der beiden Antennen praktisch nicht mehr merklich_f so dass sie beispielsweise als Sende— und Empfangsantennen für zwei verschiedene Punksprechdienste verwendet werden können. Die Verbindung mit den entsprechenden Funkgeräten erfolgt über die bei 8 herausgeführten Leitungen»

Wenn dabei die Strahler I₁ 2 als Sendeantenne verwendet werden, ergibt sich bekanntlich in der Horizontalebene ein Rundstrahldiagramm. Bei der G-egenstation muss dann eine entsprechende Antenne Ij 2 als Empfangsantenne für vertikale Polarisation verwendet werden«. Die Antenne 11 muss dann bei der G-egonstation also als Sendeantenne dienen» Wenn dabei ein Runds trahldiagramni erzielt werden. soll, ist es zweckmässigs die Anordnung nach Abb. 3 ²^ verwenden* Diese zeigt eine zusätzliche Antenne cm Hauptstrahler I₁ welche durch die zueinander und zum Hauptstrahler senkrecht stehenden symmetrischen Linearstrahler 12, IJ gebildet wird,, Man kann in an sich bekannter Weise diese Strahler 12, IjJ mit um 90° phasenverschobenen Strömen speisen, wodurch,man ein horizontal polarisiertes

Drehfeld erhält, in welchem die Energi evert eilung 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 MuIl₈

Abb_e 4 zeigt eine ähnliche Antennenanordnung, "bei der die Dreh*" feldantenne jedoch für vertikale Polarisation eingerichtet ist.. Sie besteht aus 4 zusätzlichen Strahlern 14? 15? 3.6, ^.7.» welche mittels der in der Syrametrieeben-e verlaufenden Stäbe 18_? 19? 2O_f 21 an dem Haupt strahler 1 gehalten werden« Einander gegenüberlie^. gende Zusatzstrahler, z*B_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 90° phasenverschobenen Strömen gespeist« Es ergibt sich auf diese Weise ein vertikal polarisiertes Drehfeld mit gleichmässiger Energieverteilung in der Horizontalebene_e

Claims (1)

1. Pat ent ansprüehe

   I₈) Antennenanordnung, nach Patent Hr₀ (Patentanmeldung P 3894/VIXl/a 21a4), dadurch gekennzeichnet _s dass an dem mit dem geerdeten Mantel der Speiseleitung unmittelbar verbundenen Strahler (1) mindestens eine ^mksTBYMrt^fSM^^S), vorzugsweise eine symmetrische, senkrecht zu dem genannten Strahler sich erstreckende Antenne befestigt ist*

   2„) Antennenanordnung nach Anspruch 1_? dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Antennen (9t 10) für verschiedene Betriebsfrequenzen, vorzugsweise höhere Betriebsfrequenzen als die dem Hauptstrahler (1) zugehörige Betriebsfrequenz, vorgesehen sind β

   3«5 Antennenanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Antenne (9), vorzugsweise eine symmetrisch schwingende Linearantenne für eine von der Betriebswellenlänge des Hauptstrahlers (1) wesentlich verschiedene Wellenlänge; in der Fähe des oberen Endes des Haupt— Strahlers an diesem befestigt ist.

   4») Antennenanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet j dass eine zusätzliche Antenne (11), vorzugsweise eine symmetrisch schwingende Linearantenne für eine Wellenlänge der gleichen G-rössenordnung wie die Betriebswellenlänge des Hauptstrahlers (1), in der Nähe eines Strombauches auf dem Hauptstrahler (1) an diesem befestigt ist,

   5») Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet _f dass die zusätzliche Antenne (11) in der ETähe eines auf ihr auftretenden Strombauches an dem Hauptstrahler (1) befestigt ist»

   6«) Antennenanordming nach den Ansprüchen 1 bis 5? gekennzeichnet durch zusätzliche Anbringung von Empfangs- und Sendeantennen am Hauptstrahler·

   7o) Antennenanordnung nach .Anspruch 6 _? dadurch gekennzeichnet, dass Antennenkombinationen zum Empfang und Wiederaussenden von
   Schwingimg en der gleichen Frequenz am Hauptstrahler befestigt
   sind«

   80) An te nn en 021 or driling nach einem der Ansprüche 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptantenne (1, 2) und die Zusatzantenne (11) als Sende- und Empfangs antenne für zv/ei verschiedene Funksprechdienst e dienen*

   M₀) Anteniienanordming nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Antenne (12, 13) als Drehfeldantenne für horizontale- Polarisation ausgebildet ist,,

   ΙΟ«) Antennenanordnung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet_? dass die zusätzliche Antenne aus vier Zusatzstrahlern (14» 15? 16?
   I?) besteht und als Drehfeldantenne für vertikale Polarisation
   ausgebildet ist_a