WO1991015878A1

WO1991015878A1 - Antennenanordnung

Info

Publication number: WO1991015878A1
Application number: PCT/AT1991/000051
Authority: WO
Inventors: Adalbert Kopera
Original assignee: Adalbert Kopera
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1991-10-17
Also published as: AU7761091A; EP0524263A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Antennensystem für Sende- und/oder Empfangsbetrieb mit einer eine oder mehrere Windungen aufweisenden Ringantenne und kapazitiven Abstimmelementen für diese Antenne zur Ausbildung eines Resonanzkreises für bestimmte Bandbereiche. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine im Antennenring (2) elektrisch induktiv eingebundene Koppeleinrichtung (8) zur Einkoppelung des Empfangssignales vom Antennenring (2) in ein Leistungskoppelelement (9) eines Transceivers (203) bzw. zur Einkoppelung des Sendesignales aus dem Leistungskoppelelement (9) in die Koppeleinrichtung (207) vorgesehen ist, daß im Antennenring (2) die vorzugsweise unabhängig voneinander einregelbaren kapazitiven Abstimmelemente (205) und (206) galvanisch eingebunden sind und daß eine Induktivität (214) im Antennenring (2) vorgesehen ist. Eine weitere erfindungsgemäße Antennenanordnung ist gekennzeichnet durch die Rückführung des von der Antenne induktiv mit einem Leistungskoppelelement (9) abgenommenen und in einer Verstärkereinheit (212) verstärkten Signals in die Antenne (2) über eine induktive Einkopplung mit einem Einkoppelelement (211) zur Erzielung einer negativen Rückkopplung zur Verlustreduzierung. Dabei ist zur Ausbildung einer trennscharfen und für Sende- und/oder Empfangsbetrieb geeigneten Antennenanordnung eine Ringantenne (2) mit einem kapazitiven Abstimmelement (3, 4) vorgesehen, wobei in den Antennenring (2) eine Koppeleinrichtung (8) elektrisch induktiv eingebunden ist und das induktive Leistungskoppelelement (9) induktiv mit der Koppeleinrichtung (8) gekoppelt ist, wobei ein Auskoppelelement (10, 38) für einen Teil des Empfangssignals an den Antennenring (2) und/oder die Koppeleinrichtung (8) angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Verstärkereinheit (12) mit einem Einkoppelelement (11) an die Koppeleinrichtung (8) angekoppelt ist, und wobei das Ausgangssignal der Verstärkereinheit (12) dem verstärkten ausgekoppelten Empfangssignal entspricht und im wesentlichen in die Koppeleinrichtung (8) phasenrichtig eingekoppelt ist.

Description

Antennenanordnuπg

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zur Erfassung eines magnetischen Wechselfeldes, mit einer Rückführung des von der Antenne induktiv mit einem Leistungskoppelelement, vorzugsweise einer Spule, abgenommenen und in einer Verstärkereiπheit verstärkten Signals in die Antenne über eine induktive Einkopplung mit einem Einkoppelelement zur Erzielung einer negativen Rückkopplung zur Verlustreduzierung. Diese Erfindung betrifft ein speziell modifiziertes magnetisches

Antennensystem, das sowohl für Sende- als auch Empfangsbetrieb eingesetzt werden kann und als besonderes Merkmal die Möglichkeit einer Entdä pfung (negatives Feedback) einschließt. Wesentlich dabei ist die Tatsache, daß die Kreisverluste in den- resonanzbedingenden Komponenten der Antenne durch aktive elektronische Komponenten herauskompensiert werden. Die Entdämpfungskriterien greifen direkt in das Antennensystem (MAGNETISCHER LOOP) und in weiterer Folge in Schaltkreise für eine elektrische Fernbedienung der Antenne ein. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Aπteππensystem mit relativ hoher Leistung eaufschlagbar ist.

Fig.l zeigt den Stand der Technik für magnetische Antennen, wobei die empirisch ermittelten Auslegungsparameter angegeben sind. Die Modifikationen A,B stellen rein kapazitive Einkoppelungsmöglichkeiten dar. Die Formen nach C,D,E,F,G sind rein induktive Koppelsysteme, die derzeit in erster Linie Anwendung finden. Wichtig dabei ist die Tatsache, daß die handelsüblichen Transceiver (Sende/Empfangsgeräte) Eingangsimpedanzen von 50 Ohm aufweisen und eine dementsprechende Anpassung vorliegen soll. Aufgrund der extrem hohen Resonanzgüte dieser Antennen treten an den kapazitiven Absti melemeπten ganz beträchtliche Resonanzspaπnungen auf, die nach Sendeleistung einige tausend Volt be¬ tragen können. Dies erfordert wiederum sehr teure hochwertige Drehkondensatoren. Auch ist der Einsatz fernbedienbarer Drehkondensatoren mit mechanischen Antriebsmotoren bzw. Schrittmotoren mit Ansteuerbaugruppen eine relativ kostspielige Angelegenheit. Ein sehr wesentlicher Nachteil einer Resonaπzabstimmuπg vor Ort ist die besonders starke kapazitive Beeinflussung durch die Körperkapazität. Ein besonders großer Vorteil magnetischer Antennen sind die geringen räumlichen Abmessungen im Verhältnis zur eingesetzten Wellenlänge und die hervorragende Eigenschaft aus abgeschlossenen Räumen sowohl sende- bzw. e pfangsseitig gute Ergebnisse erzielen.

Um die Nachteile der bekannten Antennensysteme zu vermeiden, ist ein Antennensystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge- kennzeichnet, daß zur Ausbildung einer treπnscharfen und für Sende- und/ oder Empfangsbetrieb geeigneten Antenπeπanordnung eine an sich bekannte, eine oder mehrere Windungen aufweisende Ringantenne mit einem vorzugsweise elektrisch symmetrisch in der Ringantenne angeordneten kapa¬ zitiven Abstimmelement zur Ausbildung eines Resonanzkreises für bestimmte Bandbereiche vorgesehen ist, daß in den Anntennenring eine Koppeleinrichtung, vorzugsweise eine Induktionsspule, elektrisch induktiv eingebunden ist, daß das induktive Leistungskoppelelement induktiv mit der Koppeleinrichtung gekoppelt ist und zur Auskopplung des Empfangssignals aus dem Antenneπring in einen an das Leistuπgskoppelele- ment angeschlossenen Transceiver bzw. zur Einkopplung des Sendesignales des Transceivers in die Koppeleinrichtung bzw. in den Antenneπring dient, daß ein Auskoppelelement, vorzugsweise eine Spule, für einen Teil des Empfangssignals an den Antennenring und/oder die Koppeleinrichtung ange¬ schlossen, insbesondere lose angekoppelt, ist, daß die Verstärkereinheit an das Auskoppelelemeπt über eine Phasenkorrekturschaltung angeschlossen ist, daß der Ausgang der Verstärkereinheit mit einem Einkoppelelement, vorzugsweise eine Spule, an die Koppeleinrichtung, insbesondere lose, angekoppelt ist, wobei das Ausgangssignal der Verstärkereinheit dem verstärkten ausgekoppelten Empfangssignal entspricht und im wesentlichen in die Koppeleinrichtung phasenrichtig eingekoppelt ist.

Ein Verfahren zur Entdämpfung gemäß dem Oberbegriff des Patentan¬ spruches 19 ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das am Aπten- nenring anliegende Empfangssignal getrennt für den Empfang und für eine Verstärkung, insbesondere induktiv, ausgekoppelt wird, daß das verstärkte Empfangssignal - wie an sich bekannt - nach einer Verstärkung wieder in den Antennenring zur Erzielung einer negativen Rückkopplung, insbesondere induktiv, wieder eingekoppelt wird und daß das aus dem Aπtennenring aus¬ gekoppelte Empfangssignal bezüglich der Phasenlage korrigiert und pha¬ senrichtig wieder in den Antennenring eingekoppelt wird. Die erfindungsgemäße Antennenaπordnung bietet die Möglichkeit, durch entsprechende Steuerkabelverbinduπgen fernbedieπbar zu sein. Durch die Anordnung von Bereichsschaltern ist es möglich, Freqzenzbereichsumschaltungen vorzunehmen und durch den Einsatz kleiner ferromagnetischer Ringkerne, z.B. aus Eisencarbonyl, oder aus mit Wasserstoff reduziertem Eisenpulver, können neben einer einfachen Empfangsauskopplung und Energiezuführung im Sendegerät hervorragende elektrische Eigenschaften erreicht werden. Das erfindungsgemäße Aπtennen- System arbeitet bei einem hervorragenden Klirrfaktor, also kleinstem Oberwellengehalt im Sendebetrieb relativ breitbandig. Im Empfangsbetrieb ergibt sich aufgrund der erfinduπgsgemäßen Maßnahmen eine Systementdämpfung mit größter Tremschäfte und Empfindlichkeitssteigerung einschließlich einer starken Anhebuπg der Richtcharakteristik. Gegenüber einem nicht entdämpften magnetischen Loopsyste konnte die Empfangsempfindlichkeit ohne weiteres um 24 dB angehoben werden. Durch die Verkopplung des Entdämpfungssignales von benachbart aufgebauten Antennen ergeben sich unter Berücksichtigung eines Abstrahlungswinkels von ca. 30° durch Vorgabe eines phasenkohärenten Signals Rieht- Wirkungsverstärkungen im Empfangsbetrieb, die die Empfangsempfindlichkeit noch weiter erhöhten.

Die Antennenaπordnung umfaßt eine Einrichtung für eine Permeabili¬ tätsabstimmung, die vorwiegend für eine Resonanzabstimmung im UHF- und VHF-bereich bei Leistungsbetrieb ausgelegt ist. Der Aufbau der Antennenaπordnung ist aus fertigungstechnischen Gründen auf einer Trägerplatte aus Epoxyharz zielführend, da dieses be¬ reits für Hochfrequenz günstige Eigenschaften aufweist.

Der Antennenring kann sowohl in konventioneller Form als Metall¬ ring oder Rahmen aufgebaut werden, oder auch in Form von auf Leiter- platten aufgebrachten aktiven elektronischen Elementen ausgeführt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Antennenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2, die erfinderisch gemäß den im Kenn¬ zeichen dieses Patentanspruches angeführten Merkmalen ausgestaltet ist.

Diese Ausführungsform der Erfindung betrifft ein speziell modifiziertes magnetisches Antennensystem, das sowohl für Sende- als auch Empfangsbetrieb eingesetzt werden kann und auch ein Entdämpfungssystem besitzen kann, das händisch einstellbar aber auch im automatischen Be¬ trieb eingesetzt werden kann (negatives Feedback) . Wesentlich dabei ist die Tatsache, daß die Kreisverluste in den resonanzbedingteπ Komponenten der Antenne bzw. der um 90 Grad versetzt angebrachten Antenne durch aktive elektronische Komponenten über einen Verstärker herauskompeπsiert werden. Als besondere Merkmale dieser Erfindung ist einerseits die Tat- sache anzusehen, daß durch entsprechende Wahl der Kapazitäten beider Abstimmelemente sowohl e pfangsseitig als auch senderseitig der typische Abstrahlwinkel einer magnetischen Ringantenne von 30 Grad zur Hori¬ zontalen veränderbar ist und durch asymmetrische Ringstromverteilung in den Ringschenkeln empfangs- und senderseitig eine zusätzliche Energierichtwirkuπg auftritt. Durch die Anbringung eines um 90 Grad versetzten zusätzlichen Antennensystems liegt bei jeweils gleichen kapazitiven Abstimmelementen ein kombiniertes Antennensystem mit Rundstrahl- bzw. Rundempfangseigenschaften vor. Darüberhinaus kann durch Asymmetrierung infolge Verstimmung beider kapazitiver Koppelelemente die Höhenkomponente dem tatsächlichen elektromagnetischen Übertragungsweg angepaßt werden. Die Entdämpfungskriterien greifen direkt in das bzw. in die beiden Aπtennensyste e ein (MAGNETISCHER LOOP bzw. 2. MAGNETISCHES LOOPSYSTEM) und in weiterer Folge in Schaltkreise für eine elektrische Fernbedienung der Antenne bzw. der Antennen ein. Ein wesentlicher Vorteil ist die Tatsache, daß sowohl ein Einzelring- aber auch ein Doppelring¬ system mit relativ hoher Leistung beaufschlagbar ist. Durch Anbringung geeigneter Kapazitätsdioden über die vier im Doppelringsystem vorgesehenen kapazitiven Abstimmorgane kann durch HF-mäßige Entkoppelung rait Drosseln mittels einer geeigneten Steuerspannung, gegebenenfalls unter Einsatz eines Computers mit einem Digital/Analogumsetzer, das Doppelringsystem sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung als empfangsmäßiges Beobachungssyste eingesetzt werden.

Die gemäß dem Stand der Technik in Fig.l "B" darge- stellte Antennenformen sind dem Wesen nach symmetrische Antennen mit einem gleichen Resonanzstromverlauf in beiden Riπgschenkeln und haben eine symmetrische Empfangs- bzw. Sendecharakteristik von ca. 30 Grad zur Horizontalen. Die Richtungscharakteristik liegt in Ringrichtung.

Ein sehr wesentlicher Nachteil einer Resoπanzabstimmung vor Ort ist die besonders starke kapazitive Beeinflussung durch die Körperkapazität. Ein besonders großer Vorteil magnetischer Antennen sind die geringen räumlichen Abmessungen im Verhältnis zur eingesetzten Wellenlänge und die hervorragende Eigenschaft, aus abgeschlossenen Räumen sowohl sende- bzw. empfangsseitig gute Ergebnisse zu erzielen. Um diese Nachteile der bekannten Antennensysteme zu vermeiden, ist eine Antennenanordnung der zuvor genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine im Aπtennenring elektrisch induktiv eingebundene Koppeleinrichtung, vorzugsweise eine Induktionsspule, zur Einkoppelung des Empfangssignales vom Aπtennenring in das Leistungskop¬ pelelement eines Transceivers bzw. zur Einkoppelung des Sendesignales aus dem Leistungskoppelelement in die Koppeleinrichtung vorgesehen ist, daß im Antennenring vorzugsweise unmittelbar beidseitig, insbesondere sym- metrisch zur Koppeleinrichtung die vorzugsweise unabhängig voneinander einregelbaren kapazitiven Abstimmelemente galvanisch eingebunden sind und daß eine Induktivität im Antennenring vorgesehen ist. Es ist eine im An¬ tennenring elektrisch induktiv eingebundene Koppeleiπrichtung, vorzugs¬ weise eine Induktionsspule, zur Einkoppelung des Empfangssignals vom Antennenriπg in das Leistungskoppelelement bzw. zur Einkopplung des Sendesignales aus dem Leistungskoppelelement in die Koppeleinrichtung vorgesehen; gegebenenfalls ist ein Auskoppelelement, vorzugsweise eine Spule, für einen Teil des Empfangssignals an den Antennenring und/oder die Koppeleinrichtuπg angeschlossen, insbesondere lose angekoppelt, und gegebenenfalls ist an das Auskoppelelement eine Verstärkereinheit angeschlossen, deren Ausgangssignal dem verstärkten ausgekoppelten Empfangssignal entspricht und die über ein insbesondere lose an die Koppelungseinrichtung angekoppeltes Einkoppelelemeπt, vorzugsweise eine Spule, im wesentlichen in die Koppeleinrichtuπg phasenrichtig eingekoppelt ist.

Die im allgemeinen häufig eingesetzte Modifikation nach Fig.l ist in "D" dargestellt. Der Antennenring mit seinem kapazitiven Abstimmelement ist symmetrisch aufgebaut. Es tritt physikalisch in beiden Ringhälften eine gleiche Resonanzstromstärke auf und am diametral dem kapazitiven Abstimmelemeπt entgegenliegenden unteren Ringteil weist die Resonanzspannung einen Minimalwert auf. Dies ist auch der Grund dafür, daß eine symmetrische Aufnahme der Empfangsenergie bzw. Abgabe des Sendesignals auftritt. Nach den Gesichtspunkten dieser Erfindung werden jedoch unmitelbar an den Anschlußpunkten zum Ring links- und rechtsseitig kapazitive abstimmbare Elemente vorgesehen, die unterschiedliche Kapazitätswerte aufweisen können. Sind diese erwähnten beiden kapazitiven Resonanzele eπte hinsichtlich ihres Kapazitätswertes gleich ausgebildet, würde das Antennensystem symmetrischen Charakter zeigen. Zweckmäßig sind diese Kapazitäten auf ungleiche Werte abgestimmt. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist ferner die Einbindung einer In¬ duktionsspule in eine Ringhälfte. Eine Veränderung der Kapazitätswerte beider kapazitiven Elemente führt zu einer Verschiebung des bereits erwähnten Spannungsminima am Aπtennenring. Auch hat die geometrische Anordnung der Induktionsspule eine direkte Auswirkung auf die Ringstelle mit kleinster Resonanzspanπung. Dieser Effekt führt zu einer Veränderung des Höhenwinkels sowohl empfangs- aber auch sendeseitig des Antennenringes. Durch die damit bedingte asymmetrische Stromverteilung im Antennenresonanzring zeigt sich bei Untersuchungen im Sendebetrieb eine sehr stark einseitige magnetische Feldabgabe des stärker vom Resoπanzstrom durchflossenen Ringscheπkels.

Durch Anbringung eines um 90 Grad gleich aufgebauten Ringsystems ist es schließlich möglich, über das Leistungskoppelelement gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer modifizierten Fernbedienungseinrichtung durch Verschiebung der Resonanzbedingungeπ beider um 90 Grad versetzten Antennensysteme Rundstrahl- bzw. Rundempfangseigenschaften zu realisieren. Darüberhinaus kann durch Wahl der jeweiligen beiden kapazitiven Abgleichelemente beider um 90 Grad versetzten Antennen auch die Abstrahl- bzw. Empfangsrichtung des Gesamtsystems vorgegeben und variiert werden.

Zur Entdämpfung eines oder zweier magnetischen Antennensysteme zum Sende- oder Empfangsbetrieb mit einer gegebenenfalls mehrere Windungen aufweisenden Ringantenne oder Ringantennenkombinatioπ, den dazu notwendigen kapazitiven Abstimmelementen zur Ausbildung αes oder der Resonanzbediπgungen für bestimmte Bandbereiche und einschließlich einem induktiven Leistungskoppelelement für einen Transceiver ist erfiπdungsgemäß vorgesehen, daß das am Antenπenring oder in Verbindung mit den um 90 Grad versetzt angeordneten zweiten Antennenring anliegende Empfangssignal insbesondere induktiv ausgekoppelt und nach einer Verstärkung wieder in den Antennenring oder in das Antennenringsystem insbesondere induktiv, phasenrichtig eingekoppelt wird. Bevorzugterweise wird das aus dem Antennenring bzw. aus beiden Antennenringsystemen ent¬ nommene Signal vor seiner Verstärkung bezüglich der Phasenlage korrigiert.

Es ist besonders der Umstand zu vermerken, daß erfahrungs¬ gemäß durch einen Regelmechanismus am oder an den Entdämpfungsverstärkern durch elektronische Maßnahmen der für eine optimale Entdämpfung notwendige Energiebedarf den besten Entdampfungsbedingungen automatisch angepaßt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß bei modernen Transcievern nach außen geführte Regelsignal, das letzten Endes für die "S"-Meter Anzeige herangezogen wird, auf den Entdämpfungsverstärker, oder bei ^' einem zweiten um 90 Grad versetzten Antennenring auf dessen Entdämpfungsverstärkersystem, elektronisch aufzuschalten. Dies bedingt folgerichtig ein signalmäßiges Anheben schwacher Empfaπgssignale und verhindert eine Übersteuerung beim Empfang besonders starker Signale.

Diese erfinduπgsgemäße Antennenanordnung bietet die Möglichkeit, durch entsprechende Steuerkabelverbindungeπ fernbedienbar zu sein. Durch Anordnung von Bereichsschaltern ist es möglich, Frequenzbereichsumschaltungen vorzunehmen (dies ist auch möglich durch Anordnung von geeigneten einfach verschraubbaren Verbindungslaschen) . Durch den Einsatz kleiner ferromagnetischer Ringkerne, z.B. aus Eisencarbonyl, oder aus mit Wasserstoff reduzierten Eisenpulver, können neben einer einfachen Empfangsauskopplung und Energiezuführung zum Transciever hervorragende elektrische Eigenschaften erreicht werden. Das erfindungsgemäße Antennensystem arbeitet bei einem hervorragenden Klirrfaktor, also kleinsten Oberwellengehalt im Sendebetrieb. Im Empfaπgsbetrieb ergibt sich aufgrund der erfindungsgemäßeπ Maßnahmen einer Systementdämpfung, insbesondere durch Maßnahmen einer automatischen Systementdämpfung eine überaus hohe Trennschärfe, Empfindlichkeitssteigerung und Verbesserung der Richtwir- kungseigenschaften. Gegenüber einem nicht entdämpften magnetischen Ringsystεm mit einem Ringdurchmesser von 100 cm kann bei πäπdischer optimaler Entdämpfungseinstellung die Empfangsempfindlichkeit um 40 dB und beim Einsatz eines automatischen erfinderischen Entdämpfungssystems eine Anhebung um ca. 60 dB erreicht werden. Das erwähnte automatische Entdämpfungssystem arbeitet nahe der Grenzstabilität des Gesamtsystems mit einem ausgesprochen kleinen positiven Dekrement und weist als Regelsystem eine D-AufSchaltung auf, um ein Überschwingen in den Bereich negativer Dekrementbedingungen schlagartig ein Überschwingen der überschüssigen Entdämpfungsenergie abzufangen.

Als sehr wesentliches Merkmal dieser Anordnung mit zwei kapazi- tiven Abstimmelementen ist neben dem Umstand einer Einstellung der Höhen¬ richtungskomponenten der Umstand zu verzeichnen, daß es durch diese Konfiguration möglich ist, durch dieses erwähnte "Splittern" im Antennenresonanzkreis die bei Einsatz eines einzelnen kapazitiven Abstimmelementes bedingte Gesamtiπduktivität, die sich aus der Induktivität des Antennenringes in Summe mit der Induktivität der Energiekoppeleinheit zusammensetzt, wesentlich zu verkleinern, sodaß es möglich wird, für eine bestimmte Arbeitsfrequenz oder Bereich die Ringdimension weitgehend zu vergrößern und ein vorgegebenes Anten- nensystem über weiteste Bandbereiche einzusetzen.

Der Aufbau des Aπtennensyste s ist aus fertigungstechnischen Gründen auf einer Trägerplatte aus Epoxyharz zielführend, da dieses bereits für höchste Frequenzen günstigste elektrische Eigenschaften aufweist. Aus Gründen einer umweltschonenden Fertigungsweise ist einem Ätzen der Leiterplatte das Aufbringen eines hochleitfähigen Silberlacks, gegebenenfalls im Siebdruckverfahren, unbedingt der Vorzug zu geben.

Das erfindungsgemäße Anteπnensystem bzw. die Kombination mit einem zweiten um 90 Grad rechtwinkelig angeordneten System für Rundempfangs- bzw. Rundsendebetrieb kann sowohl in konventioneller Form als Metallring oder Rahmen aufgebaut werden als auch in Form von auf Leiterplatten aufgebrachten aktiven elektronischen Elementen ausgeführt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig.l Skizzen von zum Stand der Technik zählenden Antennen, Fig.2 einen schematischen Schaltungsaufbau eines erfiπdungsgemäßen Antennensystems, Fig.3 und 3a Schaltungsschemata für eine Verstärkereiπheit, Fig.3b ein Schaltschema für eine Phaseπkorrekturschaltüng, Fig.4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aπtennensystems, Fig.5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antennensystems mit Fernbedienung, Fig.6 ein Schaltschema für die Korrektur der Antennenresonanz, Fig.7 schematisch die Verknüpfung von zwei oder mehreren Antennensystemen, Fig. 8 schematisch Möglichkeiten einer veränderlichen Permeabilität, Fig. 9 eine Ausführungsform einer Schaltung zur Beeinflussung der Antennenresonanz mit einer veränderlichen Permeabilität, Fig.10 eine weitere Ausführungsform eines erfiπdungsgemäßen Antennensystems mit einer Fernbedienung und einer durch diese Fernbedienung verstellbaren Permeabilität, Fig.11 in mehreren Detailansichteπ den mechanischen Aufbau eines erfinduπgsgemäßen Antennensystems, Fig.12 den grundlegenden Schal¬ tungsaufbau eines erfiπduπgsgemäßen Antennensystems, Fig.13 eine Diagrammdarstellung der Verschiebung des Resonanzspaπnungsverlaufes am Antennenriπg und damit das Auslegungskriterium für die Veränderung der Strahlungs- bzw. Empfangscharakteristik bei Variation der bzw. unter¬ schiedlichen kapazitiven Abgleichelemente(n) , Fig.14 die aus Fig.13 ab¬ geleiteten Winkelabstrahlungskoordinaten der Antenne, Fig.15 ein Diagramm über die unterschiedlichen Eiπstrahlungseigenschaften der Antenne hin- sichtlich der Beobachtung einer Amateurfunkstation, Fig.16 die Empfangs¬ empfindlichkeitsänderung der Versuchsaπtenne bei Drehung um 90 Grad zur Horizontalen, Fig.17 ein statisch fernabstimmbares Antennensystem mit Fernbedienungseinrichtung, Fig.18 ein Antennensystem mit manueller Entdämpfungssteuerung, Eπtdämpfungsverstärkersystem und Fernbedienungs¬ einheit, Fig.19 einen elektronischen Schaltungsaufbau des Entdämpfungsverstärkers, Fig.19a ein modifiziertes Entdämpfungsverstär- kersystem, Fig.20 ein automatisch wirkendes Eπtdämpfungsverstärkersystem, Fig.21 eine Modifikation der Auskoppelung des Empfangssignales aus dem induktiven Leistungskoppelelement und die Möglichkeit der Einspeisung des verstärkten phasenberichtigten Entdämpfungssignales in das induktive Leistungskoppelelement, das Entdämpfungsverstärkersystem sowie die dazu notwendige Fernbedienungseiπheit, Fig. 2 ein Antennensystem mit automatisch wirkenden Entdämpfungssyste mit Fernbedienungseinheit, Fig.23 ein einfaches um 90 Grad versetztes Doppelringsystem mit Fernbe¬ dienungseinheit, Fig. 4 eine Resonanz bzw. Bandbreitencharakteristik eines entdämpften Systems, Fig.25 ein um 90 Grad versetztes Doppelringsystem mit manuell einstellbarer Entdämpfung, Fig.26 ein um 90 Grad versetztes Doppelringsystem mit automatischem Entdämpfungsverstärker mit der dazugehörigen Fernbedienungseinheit, Fig.27 den prinzipiellen Aufbau eines um 90 Grad versetzten Doppelringsystems, zerlegbar auf Epoxyharzträgerplatten aufgebaut, Fig.28 eine Leiterplattenkoaxkonfiguration, Fig.29 ein Ersatzschaltbild und Fig.30a und 30b Modifikationen an den Kapazitäten. Fig.2 zeigt die Grundausführung eines nach den Merkmalen der Er¬ findung aufgebauten Antennensystems. Auf einer Trägerplatte aus geeignetem Epoxyharz, z.B. NEMA-LI 1-1983/FR-4

10 Oberflächenwiderstand 10 Ohm

Dielektrizitätszahl 5,5 (bei 1 Mhz) Dielektrizitätsverlustfaktor 0,035 (bei 1 Mhz)

Durchschlagsfestigkeit 45 kV/mm ist ein Resonanzring aus Silberleitlach, z.B. ELECOLIT 479, vorzugsweise im Siebdruckverfahren der Breite b als Kupferleiterbahn angeordnet.

Die Ringinduktivität ergibt sich aus der Beziehunq:

1 = μ„ . R. (In Α. ₊ 0, 5 ] H>

(l- in H/∑π , 3? und f in EJ) u₀ = i ir . iO^' ~ i , 2566 . iO~^ H/ffi Von einem Flachleiter mit einer Breite b leitet sich der Durch¬ messer eines adäquaten alternativ einsetzbaren Rundleiters ab mit:

U=b. U=d. d=^* .

Die im Resonanzkreis tatsächlich wirkende Induktivität setzt sich aus der Summe von Ll (der Induktivität des Antennenringes (2)) und der von der vorzugsweise über Bereichsschalter 7 an die Resonanzspule 8 angefügten Induktivität zusammen.

Das wesentliche Element des erfindungsgemäßen Antennensystems ist ein zentrales Energieverteilungselemeπt bzw. Kopplungselement 4. Dieses Element 4 umfaßt einen Ferritring 5, einen Streufeldbündelungsring 6, der im Abstand zum Ferritring 5 angeordnet ist, die Koppelspule 8 einer Koppeleinrichtung, die Koppelspule 9 eines Leistungskoppelelementes, die Koppelspule 10 eines Auskopplungselementes und die Koppelspule 11 eines Einkopplungselementes. Als ferromagnetische Ringkörper werden vorzugsweise Materialien aus Eisencarbonylpulver oder aus wasserstoffreduziertem Eisen oder andere, dem Fachmann wohlbekannte Ferromagnete eingesetzt.

Mit dem einstellbaren Drehkondensator 3 wird die Resonanzbedingung des Antennenkreises 2, umfassend die Kapazität 3 bzw. die Induktivität 8 erfüllt. Die Empfangsleistungsabgabe des Signals bzw. die Leistungsabgabe des Antennensystems zum Transceiver 14 erfolgt mit dem Leistungskoppelele eπt 9 über eine Koaxialkabelverbindung 17, welche entsprechend beidseitig auf der Trägerplatte 1 befindliche Metallabschirmungen aufweist. Die Koppeleinrichtung bzw. die Resonanzkoppelspule 8 sowie das Leistungskoppelelement bzw. die Koppelwicklung 9 sind eng miteinander verkoppelt. Für die Funktionsfähigkeit des Aπtennensystems ist es wichtig, daß die Resonanzkoppelspule 8 eine gewisse Windungszahl aufweist, damit ein einwandfreier Energietransport bzw. eine Energieabgabe sichergestellt ist. Die Empfangsempfindlichkeit des Antennensystems infolge des Streuflusses des ferromagnetischen Ringkernes 5 wird verbessert, wenn diesem ein lose angebrachter ferromagnetischer Streufeldkoppelring bzw. Hilfsring 6 zugeordnet wird, der im geringen Abstand innerhalb bzw. ober- halb oder außerhalb angeordnet wird. Die Stromversorgungseinrichtung für den Transceiver 14 ist mit 15 bezeichnet.

Mit einem Auskoppelelement bzw. einer Spule 10 wird ein Teil des Empfangssignals aus dem Antennenring 2 bzw. der Koppeleinrichtung 8 aus- gekoppelt und über eine gegebenenfalls vorhandene Phasenkorrekturschaltung 13 über eine Leitung 20 einer Verstärkungseinheit 12 zugeführt. Von der Verstärkungseinheit 12 wird das verstärkte, ausgekoppelte Empfangssignal über das Einkoppelelement 12 wieder der Koppeleinrichtuπg 8, insbesondere über die Ringkerne 5 und 6, wieder angekoppelt; die Verstärkereinheit 12 ist über eine Leitung 18 mit dem Einkoppelelement 11 verbunden. Über eine Leitung 21 erfolgt die Stromversorgung der Verstärkereinheit 12.

Die Fig.3 und 3a zeigen Schaltungsvarianten für die vorgesehene Ver- Stärkereinheit 12. Im wesentlichen bestehen die Verstärkereinheiten aus einem Verstärkungstransistor 22, der über einen Einkoppelkoπdensator 28 an die Leitung 20 bzw. die Phasenkorrekturschaltung 13 oder das Auskoppelelement 10 angeschlossen ist. Zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 22 ist ein Breitbandserienresonanzkreis 23, bestehend aus einem Kondensator, einer Induktivität und einem Widerstand, geschaltet. Bei der Ausführungsform nach Fig.3 wird der Transistor 22 über einen VMOS-Transistor 24 über ein Steuerpotentiometer 16 durch Arbeitspunktverschiebung am Transistor 22, sowie Veränderung der Gegenkopplungsverhältπisse die Verstärkung verändert. Die Auskopplung des verstärkten Eingaπgssigπals erfolgt über die Verbiπduπgsleitung 18 in die Koppelspule 11, welche insbesondere über den Streufeldkopplungsring 6 an die Koppeleiπrichtung 8 angekoppelt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig.3a erfolgt die Signalverstärkuπg unter Zuhilfenahme einer Kapazitätsdiode 25 einer Drossel 29 und einer Veränderung der Gegenkopplung mit Hilfe des Steuerpotentiometers 16.

Sowohl bei der Ausführungsform nach Fig.3 als auch nach Fig.3a werden mit Schutzdiodenkombinationen 26 und 27 die Eingänge und Ausgänge der Verstärkereinheit 12 im Senderbetrieb geschützt bzw. gegen HF-Spannungen abgeblockt. Fig.3b zeigt eine Ausführungsform für die Phasenkorrekturschaltung 13. Das über die Leitung 19 eintreffende abgekoppelte Empfangssigπal wird mittels einer Spule 31 bzw. über einen Ferritring 30 einem Resonanzkreis eingekoppelt, der aus einer Spule 33 und einem Kondensator 35 besteht, wobei die Spulenanzapfungen mit Hilfe eines Bereichsschalters 34 wählbar sind. Der Kondensator 35 ist ein abstimmbarer Festkondensator. Mit einer Auskopplungswicklung bzw. Spule 32 wird das Signal aus dem Schwingkreis ausgekoppelt und über die Leitung 20 phasenkorrigiert, entsprechend der Einstellung des Schwingkreises, der Verstärkereinheit zugeführt. In Fig.4 ist; eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antennensystems dargestellt, bei dem das Empfangssignal über einen relativ kleinen Ferritkern 37 über eine Koppelwicklung 38 direkt aus dem Antennenring 2 lose ausgekoppelt und der Phasenlagenkorrekturschaltung 13 zugeführt ist. Die Verhältnisse entsprechen ansonsten denen der Fig.2. Es wird bemerkt, daß die Phasenkorrekturschaltung 13 vorhanden sein kann, nicht jedoch vorhanden sein muß.

Da es mitunter nicht leicht möglich ist, bei Veränderungen der Band¬ breite bzw. Abänderungen des Resonanzverhaltens des Antennenkreises 2 den Kondensator 3 abzustimmen, wird gemäß Fig.5 eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der verstellbare Kondensator 3 durch einen einstellbaren Festkondensator 42 ersetzt ist, der vorzugsweise in Bandmitte eingestellt ist; die Resonanz des Aπtennenringes 2 wird durch eine Fernbedienung eingestellt bzw. verändert, so wie sie beispielsweise in Fig.6 dargestellt ist. Es entfällt somit der sehr kostspielige Drehkondensator 3 und wird durch einen vorabstimmbaren Festkondensator 42 ersetzt, der z.B. aus beidseitig an der Trägerplatte 1 aus Epoxyharz angeordneten Metallpla tensegmenten 42 (Fig.12) bestehen kann. Eines der Segmente kann an der Trägerplatte 1 fixiert sein und das zweite Segment gegenüber dem erste» Segment verdrehbar und fixierbar gelagert sein, wodurch eine Voreinstellung ermöglicht wird. Die Trägerplatte 1 aus Epoxyharz dient dabei als Dielektrikum.

Mit einer Koppelspule 40, die insbesondere eng an die Koppeleinrichtung bzw. Koppelspule 8 angekoppelt ist, wird das Empfangssignal bzw. die Ausgangsspannung der Spule 40 über eine Verbindungsleitung 45, insbesondere ein Koaxialkabel, über eine kapazitätsarme Verbindungsleitung 47 mit der Fernbedienungseinheit 41 verbunden. Die Fernbedienungseinheit 41 umfaßt eine auf einem Ferritkern 47 angeordnete Resoπanzspule 48 mit von einem Bereichsumschalter 50 wählbar ansteuerbaren Spuleπanzapfungen. Die Resonaπzspule 48 wird niederoh ig über den Anzapfungspunkt 53 von dem niederkapazitiven Koaxialkabel 47 angespεist. Der Bereichsschalter 50 dient zur Bandwahl. Die eigentliche Resonanzabstimmung geschieht mit einem Drehkondensator 49, der als billiger Rundfunkdrehkondensator ausgeführt sein kann. Demgemäß wird die der Koppelwicklung 40 entnommene Wechselstromscheinkomponente über den Resonanzkreis 48,49 auf eine solche Weise beeinflußt, daß ein resonanzpunktkorrigierender Scheinstrom in die Auskoppelwicklung 40 rϋckgespeist wird. Dieser Vorgang läßt sich sowohl für den Empfang als auch für den Sendebetrieb anwenden. Die Güte, d.h. das Verhältnis L/C, wird niedrig ausgelegt, damit im Resonanzkreis 48,49 keine hohen Resonanzspannungen auftreten. Die im Empfangsbetrieb auftretenden Dämpfungen werden erfindungsgemäß mit dem elektronsichen Entdämpfungssystem bzw. der Verstärkereinheit 12 beseitigt. Bei dieser Ausführungsform greift somit das rückgeführte Entdä pfungssignal über die Koppelwicklung 40 auch in den Resonanzkreis 48,49 ein.

Die Fernbedienungseinheit 41 beinhaltet ferner den Einstellregler 16 des Entdämpfungsverstärkers bzw. der Verstärkereinheit 12. Außerdem ist eine Anzeigeeinrichtung für die Resonanzbedingung, bestehend aus einer Diode Dl, einem Einstellregler bzw. Potentiometer 52 und einem Anzeigeiπstrument 51, in der Fernsteuereinheit 41 vorgesehen. Die Einstellung wird bei niedrigem Leistungspegel im Sendebetrieb durchgeführt. Es wird bemerkt, daß anstelle der in der Beschreibung erwähnten Riπgkonfigurationen auch Zylinderspulen und andere Konfigurationen eingesetzt werden können, um die Bauteile entsprechend zu koppeln bzw. entsprechende Induktivitäten und Permeabilitäten auszubilden.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung von zwei miteinander verkoppelten, magnetischen Antennensystemen, die beide erfindungsgemäße Entdämpfungsverstärker 12 aufweisen. Darüber hinaus ist die Einkoppelspule 11 des einen Antennensystems über Leitungen 110 und 111 mit dem Eingang des Entdämpfungsverstärkers 12 des anderen Antennensystems verbunden, wobei in den Leitungen 110,111 ein Phasen- drehnetzwerk 65 angeordnet ist (siehe auch Fig.2). Ferner ist es wesentlich, den Abstand zwischen den beiden Antennensystemen entsprechend zu wählen, sodaß die gekoppelten Antennen eine optimale Empfindlichkeit erhalten. Aufgrund der Abstrahlcharakteristik erfolgt eine Abstrahlung im Winkel von 30° zur Ebene des Antennenringes 2. Ist beispielsweise nur das an der linken Antenne angeordnete Entdämpfungssystem 12 aktiv und das rechte Antennensystem inaktiv, wird über die Antennenkopplung, über die Leitungen 110 und 111 zur Verstärkereinheit 12* das rechte System mit entdämpft. Ist jedoch der Kopplungsgrad beider Antennen zu klein, d.h. der Abstand a zu groß bzw. stehen beide Antennensysteme nicht in einer Ebene, so schwingt das linke aktive Antennensystem über und die Entdämpfungskriterien für das rechte entdämpfungsmäßig inaktive System sind unzureichend. Durch Wahl eines geeigneten Abstandes a, der in Funktion zur Resonanzfrequenz und zum Ringdurchmesser D steht, konnte neben einer induktiven Verkopplung beider magnetischen Anteπnensysteme durch ein über das Phasendrehnetzwerk 65 verbundenes, phaseneinstellbares Signal eine eindeutige Richtuπgspolarisation festgestellt werden. Es zeigte sich, daß der Abstand a zwischen 3 und 100 cm, insbesondere zwischen 20 und 60 cm (Kurzwellenbereich), etwa zwischen 30 und 50 cm, liegt. Es zeigte sich, daß jedes Antennensystem für sich in einer Richtung senkrecht auf den Antennenring 2 auf der einen Seite eine Erhöhung der Empfindlich ud auf der anderen Seite eine Abnahme der Empfindlichkeit erfuhr, wobei jedoch die beiden Antennensysteme auf den einander entgegengesetzten Seiten der gemeinsamen Ebene höchste Empfindlichkeit besitzen.

Es zeigte sich ferner, daß es zweckmäßig war, wenn eine neben der durch das Phasendrehnetzwerk 65 vorgegebene Phaseπrichtlage auf eine leichte Verstimmung der Resonanzfrequenzen des rechten bzw. linken Antennensystems vorlag; es zeigten sich Unterschiede bei einer Empfangsfrequeπz zwischen 14000 bis 14350 kHz (20 m Amateurband) von ca. 6 dB in beiden Einstrahlungsrichtuπgen senkrecht zur Antennenringebene.

Anstelle kapazitive Elemente für die Resonanzpunktfindung, wie z.B. den Abstiriimkoπdensator 3 oder den vorabsti mbaren Festkoπdensator 42 mit dem Abstimmkreis 48,49 gemäß Fig.6, einzusetzen, kann es von besonderem Vorteil sein, eine ferπbedienbare Induktivität zur Einstellung der Resonanzfrequenz einzusetzen. Dazu wird auf die Ausführungsform in den Fig.8, 9 und 10 verwiesen, bei denen eine einstellbare Induktivität in der Nähe des Antennenringes 2 angeordnet bzw. an diesen angekoppelt wird, die von einer Fernbedienung 83 verändert werden kann. Es wird bemerkt, daß die Erstellung eines bezüglich seiner Permeabilität veränderbaren Bauteiles nicht nur im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung Schutz finden soll, sondern auch für sich allein gestellt als Erfindung zu betrachten ist.

In Fig.8 sind Ausführuπgsvarianten für das erfindungsgemäße Permeabilitätsabstimmelement dargestellt. Fig.8a zeigt einen Hohlkörper 66, der vorzugsweise zylindrisch, aber auch in einer anderen geometrischen Konfiguration aufgebaut sein kann. Der hermetisch abgeschlossene Behälter bzw. Hohlkörper 66 umfaßt eine vorzugsweise anorganische Flüssigkeit, die insbesondere höher viskos ist und in der feines Eisencarboπylpulver, insbesondere dispergiert ist. Diese Dispersion ist mittels Ultraschallbeaufschlagung durchführbar. Der abgedichtete Behälter 66 wird von einer Spule 67 umgeben, welche Teil einer Induktivität eines Resonanzkreises ist, im vorliegenden Fall des Resonanzkreises der von der Spule 48 und den Festkondensator 80 gebildet ist. Im nicht beaufschlagten Zustand zeigt das Eisencarbonylpulver in den Behälter eine ziemlich gleichmäßige Verteilung; der Behälter 66 kann aus Teflon hergestellt sein, womit eine Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften des Eisenpulvers nicht erfolgt.

Die Abnahme der veränderten Induktivität kann, wie in Fig.8a dargestellt durch eine Schleifeninduktivität 67 oder wie bei Fig.8b dargestellt, durch eine geteilte Schleifeninduktivität 67 oder wie bei Fig.8c dargestellt, durch eine einlagige Induktionsspule 67 erfolgen. Zur Veränderung der Induktivität bzw. Permeabilität der im Behälter 66 befindlichen Magnetstoffe erfolgt eine Gleichstrombeaufschlagung des Behälterinhaltes überMagnetspulen, die von einem Rechtecksgenerator 74 mit Rechteckspannung beaufschlagt werden. Das Tastverhältnis 73 der Rechteckspannuπg ist mit einem Einstellregler, insbesondere Potentiometer 75, einregelbar. Mittels eines Einstellreglers 76, insbesondere Potentiometers, ist die Arbeitsfrequenz des Rechteckgenerators 74 einstellbar. Das Ausgangssignal des Rechtecksgenerators 74 wird mit dem Einstellrεgler 77 eingestellt und steuert einen stromführenden Transistor 78 an, welcher die den Behälter 66 umgebenden Magnetspulen 69 oder 70 bzw. 71 mit Strom versorgt. Diese Magnetwicklungen können ebenfalls in verschiedener Form ausgeführt sein; durch die pulsierende Gleichstrombeaufschlagung erfolgt eine Verdichtung des ferromagnetischen Pulvers im Behälter und dadurch eine Veränderung der Permeabilität. Es wird dabei Sorge getragen, daß die Verdichtung des Eisenpulvers im Bereich der Leiterschleifen 67 erfolgt. Es zeigte sich, daß maßgebliche Verdichtungen des Magnetpulvers im Bereich der Resonanzspulen 67 auftraten, die infolge der vorgegebenen Führungsgrößen, wie Tastverhältnis, Frequenz und Amplitudenhöhe des zur Vormagnetisierung herangezogenen Gleichstromfeldes, einen induktivitätsbestimmenden Zustand einnehmen. Dies ist jedoch die Grundlage für eine Fernbedienung des geschilderten Permeabilitätsabstim ungssystems, da nunmehr durch Einregeluπg des Rechtecksgenerators, der sich bei der Einheit 81 im Antennenbereich befinden kann, durch eine entsprechende Fernsteuerung dieses Rechtecksgenerators die Abstim ungsverhältπisse im Antennenkreis verändert werden können.

Da die Zeitkonstante des Einstellvorgaπges durch Wahl der anorganischen Trägersubstanz relativ trag ist, kann im umschaltbaren Sende- und Empfangsbetrieb das Resoπanzkriterium im Schwingkreis hinreichend seitlich stabil gehalten werden. Ferner kann durch Wahl geeigneter Trägersubstanzen Temperatureinfluß weitgehend inimalisiert werden.

In Fig.9 ist ein derartiges Permeabilitätsabstimmsystem in den Resonanzkreis 48,80 eingebaut; die Abzapfung 53 der Resonanzspule 48 ist über eine Leitung 84 mit der Koppelspule 40 verbunden; mit dem Bereichswahlschalter 50 können verschiedene Spulenbereiche angezapft werden, um verschiedene Bandbreiten wählen zu können. Über die Leitung 82 ist eine Fernbedienungseinheit 83 angeschlossen, die das Potentiometer 77 enthält; die Potentiometer 75 und 76 sind in der Einheit 81 voreingestellt.

In Serie mit dem Resonanzkreis 48,80 liegt das Permeabilitätsabstim- mungsgerät 79 dessen Permeabilität mit dem Rechteckgenerator 74 verstellbar ist. Es ist somit die Abgabe eines resonaπzkorrigierenden

Scheinstromes an die Koppelspule 40 mit Hilfe des Rechteckstromgenerators

74 einstellbar.

Die in Fig.10 dargestellte Ausführungsform eines ferngesteuerten Antennensystems umfaßt in der Fernbedienungseinheit 83 das Potentiometer 16 zur Einstellung der Verstärkereinheit 12 und das Potentiometer 77. Die Verbindungen zur Fernbedienungseinheit erfolgt mittels geschirmter Verbindungskabel 44 und 82. Allerdings ist es auch möglich, daß die Potentiometer 75 und 76 in die Fernbedienuπgseinheit eingebaut werden. An sich wäre es auch möglich, die verstellbare Induktivität bzw. die Windung(en) direkt als Induktivität in den Antennenring 2 einzubauen und damit eine abstimmbare Induktivität im Antenπenring 2 zur Verfügung zu haben.

Fig.11 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antennensystems im Hinblick auf die konstruktiven Gesichtspunkte. Auf einer Trägerplatte 1 ist neben dem Resonanzring bzw. der Leiterbahn 2 der voreinstellbare Festkondensator 42 angebracht. Die Fixierung des rückseitigen Plattensegmeπtes 43 erfolgt über eine Nutausnehmung 92 in der Trägerplatte 1 mittels einer Fixierschraube 91. Die Leiterplatte 1 trägt den Entdämpfungsverstärker 12 der mit einer Metallabdeckung 85 versehen ist. Auf der Rückseite der Trägerplatte 1 im Bereich des Verstärkers 12 befindet sich ebenfalls eine Metallabschirmplatte. In einer kreisförmigen Ausnehmung auf der Leiterplatte 1 befindet sich das Energieverteilungselement 4 mit den Ferritringen 5 und 6, einschließlich der entsprechenden Resonanz- und Koppelwindungen 8,9,10,11 und 40. Auch der Bereichsschalter 7 ist auf der Leiterplatte 1 montiert. Diverse Anschlußstecker sind mit 95,97,98 und 99 bezeichnet. Das Detail a zeigt im Schnitt die Anordnungen der Koppel- und Resonanzwicklungen. Dabei ist eine Wicklungskonfiguration aus Kapton oder Resistofol gedacht, welches in Form von Leiterbahnen zu entsprechenden Spulen 109 angeordnet werden kann. Kapton und Resistofol sind dünne hochflexible Leiterbahnen; die entsprechenden Spulen können selbstverständlich auch in Drahtform aufgebracht werden. Um den Einsatz einer Epoxyharzleiterplatte Rechnung zu tragen, werden Koaxialkabel nur in wenigen Fällen verwendet und spezielle Leiterbahnkoaxkonstruktionen vorgenommen. Eine derartige Koaxkonstruktion ist im Detail b wiedergegeben. Die Leiterführung 86 befindet sich als Folie auf der Trägerplatte 1. Über dieser Folienbahπ befindet sich ein dielektrischer Isolierstreifen 88, z.B. eine dünne Teflonbahn. Auf der Vorderseite befindet sich eine Metallabdeckung 89, welche bei 90 an der Trägerplatte 1 fixiert ist. Auf der Rückseite der Leiterplatte 1 befindet sich eine weitere fixierbare Abdeckleiste 87. Für diese Abdeckleisten erscheint Aluminium geeignet. Der entsprechende Wellenwiderstand ist abhangig von den zu wählenden räumlichen und flächigen Auslegungen. Wird eine einseitig kaschierte Epoxyharzplatte vorgesehen, sind die Verbindungs¬ brücken 100 aus Kupfer zu erstellen. Ferner ist ein kurzes Koaxialkabelstück 105 einzusetzen. Um eine bessere Transportmöglichkeit der Leiterplatte 1 zu erhalten, kann diese klappbar ausgeführt werden. Dies ist im Detail c dargestellt. Die Leiterplatte 1 wird mittig geteilt und über zwei Lenkwerke (101,102,103) ist die Klappbarkeit gewährleistet. An der Oberseite der Leiterplatte 1 ist eine Verriegelung mit einer entsprechenden Tragmöglichkeit sinnvoll. Da dabei auch die Ringschleife 2 geteilt werden muß, wird die Folienringschleife 2 mit hochflexiblen Kupfergeflechten verlötet und gegen ein Abheben der aufgeklebten Leiterbahnfolie mit kleinen Schrauben fixiert.

Ferner kann in dem freien Raum des Antennenringes 2 ein Solargenerator 92 bzw. Sonnenkollektor zur Pufferung einer möglichen Stromversorgungsbatterie des Transceivers 14 angeordnet werden. Der dazu notwendige Querstromladeregler kann ebenfalls innerhalb des Antennenringes angeordnet werden; eine Auskopplung der gewonnenen Energie kann über ein Koaxkabel 94 erfolgen. Wird das Kollektorelemeπt 92 nach dem Aufklappen der Antenne bzw. der Trägerplatte 1 an dieser angebracht, kann dies einen wesentlichen Faktor zur Fixierung der beiden Antennenhälften darstellen. Mit einem Fuß 106, der mit der Trägerplatte 1 über Befestigungswinkel 107 verbunden ist, kann das Antennensystem aufgestellt bzw. befestigt werden.

Die Kopplung zwischen den einzelnen Bauteilen in der Einheit 4 er¬ folgt zumeist induktiv, unter Umständen jedoch auch kapazitiv mit ent¬ sprechenden Spulen- bzw. Windungselementen. Der Antenneπring 2 mit seiner Induktivität stellt einen Resonanz¬ kreis dar, der durch den Resonanzkreis 48, 49 bzw. 48,79,80 durch Verkoppluπg der Resonanzkreise abstimmbar ist.

Die Bereichsschalter 7,34,50 können durch entsprechende fernbe¬ tätigte Umschaltrelais ersetzt werden; es sind auch fixe Lötverbindungen bei Verzicht auf Bandwahl möglich.

Ein Ersatzbild eines erfindungsgemäßen Aπtennensystems gemäß Fig.2 ist in Fig.29 dargestellt. Die im Ring und an den Bauteilen zueinander auftretenden Kapazitäten wurden in Fig.29 nicht berücksichtigt.

Das wesentliche Element des erfindungsgemäßen Antennensystems ist ein zentrales Energieverteiiungseiement bzw. Kopplungselement 230 mit einer Ringkoppelspule 8 und an den Windungsenden von 8 unmittelbar angebrachten Abstimmkapazitätselemeπten Ckl(205) und Ck2(206). Dieses Element umfaßt ferner einen Ferritring 211, einen Streufeldbündelring 212, der im Abstand zum Ferritring 211 angeordnet ist, und eine Koppelspule 9 eines Leistungskoppelelementes. Als ferromagnetischer Ringkörper werden vorzugsweise Materialien aus Eisencarbonylpulver oder aus wasserstoffreduziertem Eisen oder andere, dem Fachmann wohlbekannte Ferro agnete eingesetzt.

Mit den beiden Abstimmkapazitätselementen Ckl und Ck2 wird die Resonanzbedingung des Antennenkreises 2 umfassend die Induktivitäten 8 und 214 erfüllt. Die Empfangsleistungsabgabe des Signals bzw. die Leistungsaufnahme vom Transceiver 203 erfolgt mit dem Leistungskoppelelement 9 über eine Koaxialkabelverbindung 215 bzw. 216, wobei 215 in einer in Fig.28 dargestellten Leiterbahnkoaxkonstruktion 2,327,328,329 ausgeführt werden kann. Die Koppeleinrichtung bzw. die Resonanzkoppelspule 8 sowie das Leistungskoppelelement bzw. die Koppelwicklung 9 sind eng miteinander verkoppelt. Für die Funktionsfähigkeit des Antenπensystems ist es wichtig, daß die Resonanzkoppelspule 8 eine gewisse Windungszahl (mehr als eine) aufweist, damit ein einwandfreier Energietransport bzw. eine Energieabgabe sichergestellt ist. Die Empfangsempfindlichkeit des Anten¬ nensystems infolge des Streuflusses des ferromagnetischen Ringkernes 211 wird verbessert, wenn diesem ein lose angebrachter ferromagnetischer Streufeldkoppelring 212 bzw. Hilfsring zugeordnet wird, der im geringen Abstand innerhalb bzw. oberhalb oder außerhalb angeordnet wird. Die Stromversorgungseinrichtung für den Transceiver 203 ist mit 204 bezeichnet. Ein besonderes Merkmal dieser Erfindung liegt darin begründet, daß durch ungleiche Kapazitätsgröße der Abstimmkapazitätselemente Ckl und Ck2 eine Verschiebung des Spannungsnullpunktes am aktiven Antennenring auftritt und an beiden Antennenringschenkel eine Veränderung bzw. Verschiebung der Richtcharakteristik in vertikaler Höhencharakteristik auftritt und darüberhinaus durch die damit bedingte Asymmetrie nach Fig.12 z.B. im linken Ringsegmeπt ein höherer Resonanzstrom wirksam wird, sodaß dieses Antennensystem auch horizontale Richtwirkungseigenschaften aufweist. Eine besondere Bedeutung dabei hat auch die im Abstand "a" im Antennenring 2 angebrachte Induktivität 214, die ebenfalls auf einem kleinen ferromagnetischen Ringkern 213 angeordnet ist. Der Winkelabstand "a" zum Antennenfußpunkt hat im Zusammenhang mit den Abstimmka- pazitätselementen Ckl und Ck2 einen direkten Einfluß sowohl auf die horizontale als auch vertikale Richtcharakteristik des Aπtennensystems. Als sehr günstiger Winkelabstand "a" zum Fußpunkt des Aπtennensystems haben sich 42 Grad ergeben. Es hat sich im Einsatzbetrieb der Antenne gezeigt, daß bei symmetrischer Kapazitätseinstellung von Ckl und Ck2 ein Abstrahlwinkel im bereits homogenen Freifeld von 20 Grad auftritt.

Fig.13 zeigt die Spannungsverteilung über den Ringumfang und somit die Lokalisierung der Punkte mit Spannungsminima. Diese Untersuchung erfolgte im Frequenzbereich von 14.000 Khz bis 14.350 Khz mit einer eingekoppelten Leistung von 300 mW. In diesem Frequenzbereich zeigte sich keinerlei Verschiebung der Spannungsminima am Antennenring 2. Die im Ringwinkelbereich von ca. 10 bis 70 Winkelgradeπ auftretenden Kurvenverlaufsverzerrungen sind auf das Ringkoppelelement 233,214 zurückzuführen. Selbstverständlich ist durch entsprechende Wahl der Kapazitäten von Ckl und Ck2 eine Einstellung auf rein symmetrischen Betrieb mit einem Spannungsmiπimum von 180 Winkelgraden möglich. Fig.13 zeigt ferner, daß die Zone für Resonanzspannungsminima bei Verschiebung in Richtung zum symmetrischen Betrieb immer schärfer wird.

Fig.14 zeigt die aufgrund der Einstellparameter von Ckl und Ck2 auftretenden Richtwinkelkoordiπation für die vorgegebenen Einstellkrite- rien von a bis d. Die Einstellung der Resonanzbedingungen erfolgte dabei mit der in Fig.17 aufgezeigten Fernbedienungseinheit 217, wobei der Re- sonanzabgleich der Antenne durch Einspeisen einer induktiven bzw. kapazitiven Scheinstromkomponente erfindungsgemäß erfolgt.

Fig.15 zeigt eine an einem Servogor-M durchgeführte Empfangsauf- Zeichnung vom 12.7.1990, 3,15 Ortszeit zwischen einer "W4" Amateurfunkstelle aus Memphis-Tennessee und einer Amateurfunkstelle aus der UdSSR Minsk auf 14 253,4 Khz mit einem asymmetrisch eingestellten Einringaπtennensystem mit einem Riπgspaπnungsminima von 193 Grad (Höhenwinkel) , demnach 8 Grad zur Vertikalkomponente (rechte Darstellung) und nach Schwenken des Antenπenringes um 180 Grad (linke Darstellung). Das dabei von "W4" eintretende Signal hatte eine Höhenkoordinate von 123 Grad. Abgesehen vom nachweislichen Unterschied der Empfangsfeldstärke nach beiden Höhenkoordinaten zeigen sich bei dem um 8 Grade empfangenen "W4" Signal sehr starke Feldstärkeschwankungen, die aufgrund der damals vorliegenden Sonnenfleckenaktivität (MUF) Kurve scheinbar auf Interfereπzerscheinungen der Fl und F2 Schichten in der Ionosphäre zurückzuführen sind. Der Antenneπring hatte dabei einen Durchmesser von 100 cm und stand in Richtung West.

Fig. 16 zeigt die Richtcharakteristik einer Einringantenne um 90 Grad, die symmetrisch eingestellt war. Der Empfangunterschied lag bei ca. 40 dB.

Fig.17 stellt eine Ausführungsform der Antenne nach Fig.12 dar, jedoch mit der Möglichkeit des Anschlusses an eine Fernbedienungseinheit 217. Die Einstellung des Resonanzpunktes für eine bestimmte Arbeitsfrequenz erfolgt einerseits mit Verbindungslascheπabgriffen an den Windungsabzapfungen der Ringkoppelspule 8, wobei auch ein geeigneter Bereichsschalter Anwendung finden kann; ferner beinhaltet die Ringkoppelspule 214 eine ebenfalls am Ferritring 213 fest gekoppelte Spule 218, die mit einer Leiterbahnkoaxkonstruktion 327,328,329 nach Fig.218 und über .eine Koaxsteckerverbindung mit dem Koaxkabel 220 mit der Fernbedienungseinheit 217 in Verbindung steht. Diese Fernbedienungseinheit 217 beinhaltet eine auf einem ferromagnetischen Ringkern 221 angeordneten Resonanzspule 222 mit Wicklungsabgriffen, einen Bereichsschalter 223 und einen Abstimmdrehkondensator 224. D Der Resonanzkreis (222 bzw. 224) kann, um höhere Resonanzspannungen zu vermeiden, mit einem eher niedrigen Gütefaktor ausgebildet sein. Je nach Voreinstellung mit den Kapazitätsabstimmelemeπten Ckl und Ck2 zeigt der durch die Koppelspule 218 abgenommene und der Fernbedienungseinheit

217 zugeführte im Antennenring 2 fließende Schwingstrom aufgrund der Resonanzbedingung des Anteπnensystems durch Abstimmung mittels des Kondensators C 24 eine resonaπzbedingte kapazitive bzw. induktive Scheinstromkomponente. Eine Resonanzpunktfindung kann einerseits an einer zwischen 215 und 216 angeordneten Stehwellenmeßbrücke durchgeführt werden oder mit Hilfe einer am Kopplungselement 330 angeordneten Hilfskoppelspule 229 wird die induzierte Spannung über eine Leiterbahnkoaxkonstruktion 229 (2,327,328,329) über eine Koaxsteckerver- bindung mit einem Koaxkabel 227 einem Resonanzindikatorkreis in der Fernbedienungseinheit 217, bestehend aus einem elektrischen Anzeigeinstrument 225, einer Demodulationsdiode D und einem Justiereinstellregler 226 zugeleitet und liefert eine Aussage über den Resonanzabgleich. Eine weitere Möglichkeit der Resonanzpunktfindung kann durch Anschluß des Indikatorkreises unmittelbar an die Klemmen 201,202 erfolgen, wobei die Hilfskoppelspule 229 sowie die Verbindung 228 entfallen können.

Fig.18 zeigt ein Eiπringantennensystem in der nach Fig.17 dar¬ gestellten Grundform. Die Grundausführuπg mit der Fernbedienungseinrichtung 217 ist mit den Einstellpoteπtiometern Pl 232 und P2 233 zur Fernsteuerung des Entdämpfungsverstärkersysems 230 nach Fig.19, welches unmittelbar an der Antenne angebracht ist, versehen. Darüberhinaus enthält die Ringkoppelspule 213,214,218 eine lose gekoppelte Spule 231, die über eine Leiterbahnkoaxkonstruktion 237 mit dem Entdämpfungsverstärkersystem 230 (nach Fig.19) elektrisch in Verbindung steht. Außerdem enthält das Energieverteilungselement 230 eine zusätzlich lose gekoppelte Spule 236, die ebenfalls mit dem Entdämpfungsverstärkersystem 230 nach Fig.19 über eine Leiterbahnkoaxkonstruktion 234 in Verbindung steht. Nach Fig.18 wird das empfangene Antennensignal über die Spule 231 aus dem Antennenring 2 ausgekoppelt, über 230 phasenrichtig verstärkt und nachfolgend über

234 der lose gekoppelten Spule 236 dem Energieverteilungselement 330 magnetisch eingekoppelt.

Es ist aber ohne weiteres auch möglich, mittels der Spule 231 das Antennenempfangssignal über 237 dem Eπtdämpfungsverstärker 230 ( Fig.19) zuzuführen und das phasenrichtig verstärkte Signal, welches über die beiden Einstellpotentiometer Pl 232, P2233 händisch einstellbar ist in die Kopplungsinduktivität 236 und 234 phasenrichtig einzukoppeln. Fig.19 zeigt eine Schaltungsvariante für die vorgesehene Verstärkerein¬ heit 230. Im wesentlichen besteht die Verstärkereinheit aus einem Ver¬ stärkungstransistor 248 und einem breitbandigen Eingangskreis, bestehend aus einer, auf einem ferromagnetischen Ring 240 aufgebrachten Resonanz¬ spule 239, einem Bereichsschalter 241 und einem voreinstellbaren Kondensator C3 242, der über einen Einkoppelkondensator Ck 253 das zu verstärkende Eingangssignal einem Schutzdiodennetzwerk 243 zuleitet. Die exakte Phaseπkorrektur wird mit einer Kapazitätsdiode 246, einem Trenn¬ bzw. Kapazitätsdiodenanpasskondensator 244 sowie einer Induktivität 245 erreicht. Eine Drossel 247 dient zur HF-Potentialtrenπung des Steuersignalpegels zur Kapazitätsdiode 246. Das eigentliche Gegeπkopplungsnetzwerk besteht aus den Elementen Rv, Pv, 249, 2R1 und Cg. Mit Cg ist im erwähnten Gegenkopplungskreis die Kreisverstärkung einstellbar. Ist Cg zu klein gewählt, beginnt der Verstärkerkreis über diverse Schaltkapazitäten ohne Einhalten der vorgegebenen Resonan-ckriterien selbsttätig zu schwingen. R2 stellt den Strombegreπzungswiderstand zur gleichstrommäßig niederohmigen Koppelspule 231 dar. Die erwähnte Kapazitätsdiode 246 mit dem Kondensator 244 und der Induktivität L wird erfindungsgemäß neben ihrem phasenkorrigierenden Einsatz auch zum Einstellen der Verstärkung herangezogen, da das über 253 eingekoppelte Eingangssignal bei Vorgabe eines niederen Ansteuerpotentials an 246 einen kapazitiven Nebenschluß darstellt. Diese beiden Effekte stehen physikalisch im unmittelbaren Zusammenhang und zeigen hervorragende Eigenschaft hinsichtlich der Einstellung des Entdämpfungsgrades. Das eigentliche Einstellkriterium für den Verstärkungsgrad des Verstärkers 230 wird mit dem VMOS 250 erreicht. Der Widerstandswert der Drain-Source-Strecke durch Ansteuerung des Gate-Potentials an 250 führt zu einer Veränderung des Emitterspannungspotentiales an 248 und demzufolge tritt eine Veränderung des Basis-Emitterpotentiales am Transistor 248 auf. Dies wiederum verändert im nichtlinearen Teil der Transistorkennlinie seine Ver¬ stärkungseigenschaften. Der Spannungspegel wird mit Pl 232 vorge¬ geben. Durch Entfernen der Brücke 230' und Einbinden des Regelsignales eines geeigneten Transceivers an den Anschlußpunkt 211 gegenüber dem Massepunkt 203, kann unter Voraussetzung eines positiven Regelsignales das Entdämpfungsreglersystem 230 im automatischen Betrieb eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft dabei ist der Umstand, daß stark einfallende Empfangssigπale abgesenkt werden, also keine Übersteuerung des Transceivers auftreten kann, während schwache Empfangssigπale durch stärkere Entdämpfung weitreichend angehoben werden. Die Schutzdiodenkombination 252 mit dem eingebundenen Trennkondensator 251 schützt das Entdämpfungsverstärkersystem kollektorseitig hinsichtlich auftretenden HF-Spannungsspitzen im Sendebetrieb. Demnach dient das Potentiometer Pl 232 nach Fig.18 zur Grobeinstellung des Entdämpfungsgrades des Verstärkers 230 und P2 zur Feineinstellung infolge Verstärkungs- und Phasenkorrektur.

Fig.20 zeigt ein automatisches Entdämpfungsverstärkersystem 238, wobei die linksseitigen Funktionsele eπte in ihrer Wirkungsweise denen der Fig.19 entsprechen. Der eigentliche automatische Wirkungsmechanismus besteht darin, daß bei zu hoher Entdämpfungsenergie im Antennensystem das Kollektor HF-Potential am Transistor 248 ansteigt. Über einen Koppelkondensator 254 und den Gegenkopplungswidersand 255 wird das Signal einem Verstärker VI 256 aufgeschaltet. Die Verstärkung von VI 256 wird durch die Widerstände 255 und 259 festgelegt. Ein Widerstand 260 dient zur Bias-Stromsymmetrierung. Pl dient zur Einstellung des Verstärkers hinsichtlich seines Nullabgleiches bzw. als Schaltschwellenvorgabe beim Überschwingen des Antennensystems. Das von 256 abgegebene verstärkte Signal wird mittels der Diode 262 gleichgerichtet und dem nachfolgenden Operationsverstärker 257 V2 aufgeschaltet, dessen Verstärkung über das Gegenkopplungswiderstand 264 und 266 festgelegt wird. Der Nullabgleich erfolgt mit P2 265. Das von V2 257 abgegebene verstärkte Ausgangssignal wird auf P4276 angeschlos¬ sen dessen Spaπnungsabgriff dem Gate des VMOS 267 aufgeschaltet wird; dabei wirkt ein Differenzierglied bestehend aus Cd 273 über Rl 274 über 247 als Gleichspannungspotential auf 246. Dies bedeutet, daß ein plötzlich auftretender Energieüberschuß im Entdämpfungsverstärkersystem 238 sofort abgefangen wird. Weiters wirkt der Ausgang von V2 257 über ein Einstellpotentiometer P3 269 über ein Integrationsglied 270, 271 auf das Gate der VMOS 268, dessen Drainpoteπtial auf den Gateaπschluß vom VMOS 250 wirkt und die Verstärkungseigenschaften des Transistor 48 herabregelt. Das verstärkte, phasenrichtige Ausgangssignal wird über die Leiterbahnkoaxkonstruktion 237 auf die Riπgkoppelspule 231 am Anteπnenriπg 2 geführt. 263 und 275 veranschaulichen den zeitlichen Ver¬ lauf der beiden Steuersignale.

Fig.19a zeigt ein Entdämpfungsverstärkersystem, dessen prinzipieller nachstehend beschriebener Aufbau sowohl bei den Systemen gemäß Fig.19 als auch dem System gemäß Fig.20 verwirklicht werden kann.

Erfinduπgsgemäß ist vorgesehen, daß das am Kondensator 253 anliegende Signal über einen Koppelkondensator Ck' dem Gate Gl eines Dual-Gate-MOSFET zugeleitet wird, dessen Ausgang-DRAIN D an die Basis des Transistors 248 geführt ist. Am anderen Eingang G2 des Dual-Gate-MOSFET liegt eine positive Vorspannung an, die über das Potentiometer PT die Verstärkuπgseinstellung gestaltet. Damit wird eine Leistuπgslose An- steuerung des Transistors 248 erreicht.

Fig.21 veranschaulicht eine Modifikation nach Fig.18 mit dem Unterschied, daß das Empfangssignal aus dem Energieverteilungselement 330 über die Leiterbahnkoaxkonstruktion 234 dem Entdämpfungsverstärkersystem 230 eingangsseitig zugeführt wird und dessen verstärktes, phasenrichtiges Ausgangssignal über eine Leiterbahnkoaxkonstruktion 237 lose in eine Koppelspule 312 des Energieverteilungselementes 330 wiederum eingekoppelt wird. Erfindungsgemäß sind 230 und 312 am Ferritring 211 mit dem Streufeldbündelring 212 lose zueinander gekoppelt. Mit Pl 232 wird der Verstärkungsgrad von 230 eingestellt und mit P2 233 wird die bereits er¬ wähnte Phasenkorrektur und die Feineinstellung des Verstärkungsgrades von 230 eingestellt.

Fig.22 zeigt den grundsätzlichen Aufbau von Fig.18, jedoch wird ein automatisch entdämpfendes Entdämpfungsverstärkersystem 238 nach Fig.20 eingesetzt; dadurch entfallen in der Fernbedienungseinrichtung 217 die Einstellpotentiometer Pl 232 und P2233.

Fig.23 veranschaulicht ein Doppelringsystem bestehend aus einem Aπtennenriπg 2 und einem um 90 Grad versetzten Antennenring 289. Das ge- meinsame Energieverteilungselement 330 besteht dabei aus einer einzigen Eπergiekoppelspule 9 mit einem Umschalter 298 zur Impedanzanpassung für weitreichende Frequenzbereiche. Die Entnahme des E pfangssigπales zum Transceiver bzw. die Energiezufuhr zu diesem erfolgt mit dem Koaxkabel 215. Beide Antennensysteme weisen jeweils Ringkoppelspulen 8 und 297 auf, die mit der Energiekoppelspule 9 fest induktiv verkoppelt sind. Die Frequenzbereichswahl wird unabhängig in beiden Antennensystemen mit den Bereichsschaltern 295 und 296 realisiert. Das Antennensystem (RING 1) beinhaltet die beiden kapazitiven Abstimmelemente Ckla und Ck2a, die Ringspule 214 und die Steuerspule 218 für die Fernbedienungseinheit 278. Diese sind ebenfalls auf einem ferromagnetischen Ring 213 an¬ geordnet. Die Zuführung der Resonanzsteuergröße zur Fernbedienungseinheit zu wird mit dem Koaxkabel 287 bewerkstelligt. Die Fernbedienungseit 278 beinhaltet die Resonanzspule 222 am ferromagnetischen Ring 221, den Bereichsschalter 223 und den Abstimmdrehkondensator Cl. Die Vorabstimmung erfolgt wiederum mit CKla und Ck2a. Das um 90 Grad versetzte Ringantennensystem 289 ist identisch aufgebaut und umfaßt die abstimmbaren kapazitiven Elemente Cklb, Ck2b, die Ringspule 291, die Steuerspule 293, den Ring 290, das Koaxkabel 288, die Resonanzspule 283, den Ring 282, den Bereichsschalter 284 und den Abstimmdrehkondensator C2. Auch entspricht vom Aufbau das fernbedienbare Abstimmsystem in der Fernbedienungseiπheit 278 der Ausführungsform für den RING 1. Auch hier erfolgt die Vorabstimmuπg mit dem Bereichsschalter 296, den kapazitiven Abstimmelementen Cklb 293 bzw. Ck2b 292; die Steuerspule des RINGES 2 überträgt die Resonaπzsteuergröße zur Fernbedienungseinheit 278 mit dem Koaxkabel 288.

Die Abstimmung der Richtcharakteristik dieses kombinierten An¬ tennensystems erfolgt dadurch, daß der Differentialdrehkondensator Cd 280 absolut symmetrisch vorabgestimmt wird. Darauffolgend werden die Resonanzbedinguπgen beider Ringe mittels Cl 279 und C2 281 eingestellt unter Zuhilfenahme der beiden Resonaπzanzeigeindikatoren in der Fernbedienungseinheit 278, bestehend aus den Demodulationsdioden Dl und D2, den beiden Anzeigeiπstrumenten 225 bzw 300. P2j 286 und Plj 285 dienen zur Justage der Instrumente. Als erfinderisches Merkmal ist die Tatsache zu verzeichnen, daß durch Verstellen des Differeπzkondensators Cd 280 Unsymmetrien in beiden Antennensystemen hergestellt werden, die eine leichte Verstimmung der jeweiligen Resonanzfrequenz für RING 1 und RING 2 mit sich bringen. Eine weitere direkte Einflußnahme ist durch Veränderungen von Cl 279 und C2 281 gegeben. Physikalisch bedeutet dies eine beabsichtigte leichte Verstimmung der Resoπanzbedingung beider An¬ tennenringe, wobei im Resonanzfall des RINGES 1 das Empfangssignal in einer Richtung aufgenommen bzw. das Sendesignal ebenso abgegeben wird. Im Resonanzfall des RINGES 2 kann ein um 90 Grad einfallendes Signal mit optimalen Bedingungen empfangen werden bzw. die Richtung des Sendesignals wird dadurch ebenfalls um 90 Grad verdreht. Durch entsprechende Wahl der Abstimmkriterien beider Ringe ist es möglich, Rundempfänge- bzw. Sende- abstrahlungen genau über 360 Winkelgrade zu bewerkstelligen. Die verti- 1 kalen Abstrahlkoordiπaten sind in erster Linie mit Ck2a bzw. Ck2b einstellbar. Dies gilt auch für den RING 1, dessen Einstellbarkeit mit Ckla und Ck2a gegeben ist.

Fig.24 zeigt die Empfangstrennschärfe eines 70 cm einfachen An- 5 tennenringes mit automatischen Entdämpfungssystem 238 nach Fig.20.

Fig.25 zeigt ein in Fig.23 erörtertes Doppelringsystem mit einem Entdämpfungsverstärkersystem 230 für den RING 1 und 30" für RING 2, wobei die zur Entdämpfung dienenden Empfangseingangssignale für RING 1 und RING 2 gemeinsam einer lose am Energieverteilungselement 330 ange- ordneten Induktionsspule 304 abgenommen werden und über die Leiterbahnkoaxkonstruktionen 234 bzw. 310 den beiden Verstärkersystemen 230 und 230" zugeführt werden. Die Fernbedienungseinheit 299 ist um die Einstellpotentiometer Pl 232, Pl' 301, P2302. P2¹ 303 erweitert. Pl 232 dient zur Einstellung des Entdämpfungsgrades für RING 1, Pl¹ 5 wirkt auf die Kapazitätsdiode 246 im System RING 1, P2 302 beeinflußt die Entdämpfung für RING 2, P2' wirkt auf die Kapazitätsdiode 246 im Entdämpfungsverstärkersystem für den RING 2. Durch Auftrennen der beiden Brücken 230' in den Entdämpfungsverstärkersystemeπ 230 bzw. 230" und Aufschalten eines positiven Regelsignals moderner Transceiver ^Ό auf beide Verstärkeranschlüsse an Punkt 211' können die Verstärkersysteme im automatischen Entdämpfungsbetrieb eingesetzt werden. Es entfallen dabei die Einstellpoteπtio eter Pl 232, Pl¹ 301 in der Fernbedienungseinheit 299.

Fig.26 zeigt einen Doppelriπgantennensystemaufbau nach den Rieh - ⁵ linien nach Fig.25, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß für RING 1 und RING 2 automatische Entdämpfungsverstärkersysteme nach Fig. 20 238 bzw. 238' eingesetzt werden. Damit entfallen alle Einstellpotentiometer zur Einstellung der Entdämpfungskriterien in der Fernbedienungseinheit. Diese ist mit 299 bezeichnet. ° Fig 27 zeigt den prinzipiellen konstruktiven Aufbau einer Doppel¬ ringantenne, welche auf Epoxyharzträgerplatten zerlegbar aufgebaut ist. Diese besteht beispielsweise aus vier Platten, die mit mechanischen Verbindungselementen 314 rasch aufgebaut und fixiert werden können. Die Antennenringe 2, 289, werden vorzugsweise im Siebdruckverfahren mit hoch- 5 leitfähigem Silberlack aufgebracht. Die Verbindung der Ringhälften kann mit hochflexiblen Kupferleitbändern erfolgen, die vorzugsweise mit den Trägerplatten 315 verschraubt werden. Die kapazitiven Abstimmelemente Ckla, Ck2a bzw. Cklb, Ck2b bestehen auf der Siebdruckseite aus fixen ^■■ fixen Segmentelementen 321 bzw. 322 und auf der Rückseite der Trägerplatte sind verdrehbare und z.B. mit Schrauben 318 fixierbare Metallsegmeπte 320, 322, beispielsweise aus Kupferblech angeordnet. Das zentrale, bei den Ringen gemeinsame Energieverteilungselement ist mit 330 bezeichnet. Die Anteπneneinheit trägt jeweils ein automatisches Entdämpfungsverstärkersystem 238 bzw. 238'. Die Fernbedienungseinheit 299 wird an die Koaxialbuchse 325 angeschlossen, ebenso an die Koaxialbuchse 326. Die Verbindung zum Transceiver erfolgt über 215 über die Koaxbuchse 224. ° Fig.28 zeigt den konstruktiven Aufbau der Leiterbahnkoaxkon¬ struktion, welche aus der Trägerplatte 1, den beiden flächigen ebenfalls im Siebdruck aufgebrachten Leiterbahnen 327, einer dünnen Teflonstreifenauflage 331 und einer Metallabdeckung 328 sowie einer rückseitigen Metallabdeckung 331 besteht, wobei diese Metallabdeckungen ⁵ untereinander mit der Epoxyharzträgerplatte verschraubt werden. Durch entsprechende Wahl der Leiterbahneπbreite bzw. des Abstandes zueinander und der Dicke der Teflonauflage 331 kann ein genau definierter Wellenwiderstand festgelegt werden.

Fig.30a zeigt die in der Beschreibung bereits erwähnte Möglichkeit mittels der Kapazitätsdioden Ckla 205 bzw. Cklb für den zweiten Ring bzw. Ck2a bzw. Ck2b für den zweiten Ring im Empfangsbetrieb eine Höhenkoordiπaten-Steuerung zu realisieren. Dies wird insofern durchgeführt, daß mit einer positiven Hilfsspannung über P5 Ckla 205 bzw. Cklb 293 und mittels P6 die Dicke der Sperrzone der Kapazitätsdioden ° Ck3 und Ck4 verändert wird. Eine Veränderung der Sperrspannung beider Kapazitätsdioden hat einen direkten Einfluß auf die Resonanzfrequenz der Antenne oder auf das Doppelringsystem. Einerseits wird damit der Empfangswinkel für die Einstrahlung des Signales verändert, andererseits müssen in der richtigen Wahl der Sperrspannungen die Resonanzverhältnisse eingestellt werden. Die HF-Drosseln Dr3, Dr4, Dr5 sind notwendig, damit eine HF-mäßige Entkoppelung der elektrischen Steuersignale von P5 bzw. P6 gewährleistet ist. Die Festkapazitäten C3, C4, C5, C6 legen in ihrer Dimensionierung den Dynamikbereich der Kapazitätsdioden fest.

Fig.30b ist grundsätzlich aus Fig.30a abgeleitet, mit dem großen Vorteil, daß ein Rechner über Port 1 und Port 2 den für die Resonantbe- dingung der Antenne bzw. der um 90 Grad zueinander versetzten zweiten Antenne softwaremäßig die Beziehung 1/Ckla und 1/Ck2a bzw. 1/Cklb plus 1/Ck2b durch Abgabe einer analogen Sperrspannungsgröße über zwei Analog/ 1 Digitalumsetzer vorgibt. Dies bedeutet erfindungsgemäß eine direkte Höhenkoordinatensteuerung vom Rechner selbst. Bei entsprechender Vorgabe von bitvariablen Koordinaten vom Rechner ist eine weitgehende Höhenkoor- dinatenabtastung des Empfangsüberwachuπgsraumes möglich. Die HF-Entkoppe- 5 lungsdrosseln Dr3', Dr4', Dr5', Dr6' dienen ebenfalls zur Entkoppelung des Steuersignales vom Antennenring bzw. der beiden Ringe.

Bemerkt wird noch allgemein, daß üblicherweise das Resonanzver¬ halten der Ringe vom wählbaren Verhältnis der Kapazitäten Ckl und Ck2 bestimmt wird. 10 Es ist möglich, anstelle der beiden Kapazitäten Ckl und Ck2 auch eine Mehrzahl von unabhängig voneinander einstellbaren Kapazitäten vorzusehen.

Der Betriebsumschalter kann z.B. auch von einer elektronischen Schaltung mit TRIACs gebildet sein. 15

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Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Antennenanordnung zur Erfassung eines magnetischen Wechsel¬ feldes, mit einer Rückführung des von der Antenne induktiv mit einem Leistungskoppelelement (9), vorzugsweise einer Spule, abgenommenen und in einer Verstärkereinheit (12) verstärkten Signals in die Antenne (2) über eine induktive Einkopplung mit einem Einkoppelelement (11) zur Erzielung einer negativen Rückkopplung zur Verlustreduzierung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung einer trennscharfen und für Sende- und/oder Empfangsbetrieb geeigneten Antennenanordnung eine an sich bekannte, eine oder mehrere Windungen aufweisende Ringantenne (2) mit einem vorzugsweise elektrisch symmetrisch in der Ringantenπe angeordneten kapazitiven Abstimmelement (3,4) zur Ausbildung eines Resonanzkreises für bestimmte Bandbereiche vorgesehen ist, daß in den Antennenring (2) eine Koppeleinrichtung (8), vorzugsweise eine Induktionsspule, elektrisch induktiv eingebunden ist, daß das induktive Leistungskoppelelement (9) induktiv mit der Koppeleinrichtung (8) gekoppelt und zur Auskopplung des Empfangssignals aus dem Antennenring (2) in einen an das Leistungskoppelelemeπt (9) angeschlossenen Transceiver (14) bzw. zur Einkopplung des Sendesignales des Transceivers (14) in die Koppeleinrichtung (8) bzw. in den Antennenring (2) dient, daß ein Auskoppelelement (10,38), vorzugsweise eine Spule, für einen Teil des Empfangssignals an den Antennenring (2) und/oder die Koppeleinrichtung (8) angeschlossen, insbesondere lose angekoppelt, ist, daß die Verstärkereinheit (12) an das Auskoppelelement (10,38) über eine Phasenkorrekturschaltung (13) angeschlossen ist, daß der Ausgang der Verstärkereinheit (12) mit einem Einkoppelelement (11) , vorzugsweise eine Spule, an die Koppeleinrichtung (8), insbesondere lose, angekoppelt ist, wobei das Ausgangssignal der Verstärkereinheit (12) dem verstärkten ausgekoppelten Empfangssignal entspricht und im wesentlichen in die Koppeleinrichtung (8) phasenrichtig eingekoppelt ist (Fig.24,5,10) .

2. Antennenanordnung für Sende- und/oder Empfangsbetrieb mit einem eine oder mehrere Windungen aufweisenden Antennenring und kapazitiven Abstimmelementen für diesen Anteπnenring zur Ausbildung eines Resonanz- kreises für bestimmte Bandbereiche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Antennenring (2) elektrisch induktiv einge¬ bundene Koppeleinrichtung (8), vorzugsweise eine Induktionsspule, zur Einkoppelung des Empfangssignales vom Antennenring (2) in ein Leistungs- koppelelement (9) eines Transceivers (203) bzw. zur Einkoppelung des Sen¬ designales aus dem Leistuπgskoppelelement (9) in die Koppeleinrichtung (8) vorgesehen ist, daß im Aπtennenring (1) vorzugsweise unmittelbar beidseitig, insbesondere symmetrisch zur Koppeleinrichtung (8) die zu- mindest zwei unabhängig voneinander einregelbaren kapazitiven Abstimmelemente (205) und (206) galvanisch eingebunden sind und daß eine Induktivität (214) im Aπtennenring (1) vorgesehen ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Koppeleinrichtuπg (8), das Leistuπgskoppelelement (9), das Einkoppelelement (11) und gegebenenfalls das Ankoppelelement (10) mit einem ferromagnetischen Riπgkern (5), insbesondere Ferritkern, und gege¬ benenfalls auch mit zumindest einem in einem definierten Abstand ange¬ brachten ferromagnetischen Streufeldkoppelring (6), insbesondere lose, magnetisch gekoppelt sind.

4. Antennenanordπung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung (8) mit Spulenanzapfungen ausgebildet ist, welche zur Bandauswahl über einen Bereichsschalter (7), z.B. ein Relais, an den Antennenring (2) anschaltbar sind, wobei die Koppeleinrichtung (8) als zusätzliche resonanzbestimmende Induktivität zum Antennenriπg (2) fungiert.

5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankoppelelement eine lose mit einem Ferritring (37) gekoppelte Auskoppelwicklung (38) umfaßt, die mit der Verstärkereinheit (12) verbunden ist, wobei der Ferritring (37), insbesondere lose, mit dem Antennenring (2) über zumindest eine Koppelwinduπg (36) des Antennenriπges (2) gekoppelt ist (Fig.4).

6. Antennenanordnuπg nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Entdämpfungsverstärker wirkende Verstärkereinheit (12) einen VMOS-Transistor als Verstärkungstransistor (22) umfaßt," wobei der VMOS-Transistor in seinem Kennlinienverlauf hinsichtlich seiner Verstärkung über einen Einstellregler (16), vorzugsweise ein Potentiometer, einstellbar ist oder daß die als Entdämpfungsverstärker wirkende Verstärkereinheit (12) zur Verstärkungseinstellung des Verstärkungstransistors (22) im Emitterkreis zur Verstärkungsgegenkopplung eine Kapazitätsdiode (25) mit einem Einstellregler (16), vorzugsweise ein Potentiometer, aufweist (Fig.3,3a).

7. Antennenanordπung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang und/oder im Ausgang der Verstärkereinheit (12) Schutzdioden (26,27) vorgesehen sind (Fig.3,3a).

8. Antennenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß in der Verstärkereinheit (12) eine, vorzugsweise seriell, zumindest eine Induktivität und eine Kapazität, gegebenenfalls auch einen Widerstand, umfassende Phasenkorrektureinheit (23) vorgesehen ist, die als Gegenkopplungsnetzwerk zwischen der Basis und dem Kollektor des Verstärkungstransistors (22) geschaltet ist (Fig.3,3a).

9. Anteπnenanordnuπg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die zwischen den Auskoppelelement (10,38) und die Verstärkereinheit (12) geschaltete Phasenkorrekturschaltung (13) einen vorzugsweise abstimmbaren Schwingkreis (33,35) umfaßt, dem das vom Anteππeπriπg (2) abgefühlte Empfangssigπal mit einer Eingangsspule (31) zur Phasenlageπkorrektur angekoppelt ist, wobei das korrigierte Empfangssignal von einer Ausgaπgsspule (32) aus dem Schwingkreis (33,35) ausgekoppelt und zur Verstärkereinheit (12) abgeleitet ist, wobei der Schwingkreis mit einem (vor)einstellbaren Kondensator (35) abstimmbar bzw. abgestimmt ist, und wobei vorzugsweise die Kopplung zwischen der Eingangsspule (31) und der Schwingkreisspule (33) kleiner ist als die Koppelung zwischen der Schwingkreisspule (33) und der Ausgangsspule (32) (Fig.2,3b,4).

10. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei im Antennenring (2) das resonanzbestimmende kapazitive Abstimmelement ein, insbesondere auf Baπdmitte voreinstellbarer, Festkondensator (42) ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Resonanzbedingungen im Antenπenring (2), insbesondere zur Bandfestlegung, der Antenπenring (2) und die Koppeleinrichtung (8), vorzugsweise fest, mit einer Koppelspule (40) induktiv gekoppelt sind, wobei die Koppelspule (40) an einen, gegebenenfalls Bereichsschalter (50) zur Spulenabzapfung für eine Bandwahl besitzenden, vorzugsweise in einer Fernbedienungseinheit (41) gelegenen, Resonanzkreis (47,48,49) mit ähnlichem Resonanzverhalten wie der Antennenring (2), jedoch insbesondere mit schlechterer Dämpfung, elektrisch angeschlossen ist, in welchem Resonanzkreis als Kapazität ein verstellbarer Kondensator (49), insbesondere Drehkondensator, zur Resonanzabstimmung des Antennenringes durch Ausbildung eines Rückflusses eines resonanzpunktkorrigierenden Scheinstromes in die Auskoppelwicklung (40) vorgesehen ist (Fig.5,6).

11. Antennenanordnuπg nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung von Resonaπzspannungen der Resonanzkreis (47,48,49) mit relativ niedriger Resonaπzgüte ausgebildet ist (Fig.6).

12. Aπtennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit zwei oder mehreren gleichartigen Antennenringen, die untereinander elektromagnetisch verkoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Anteπnenringe (2) jeweils mit einer eigenen Verstärkereinheit (12) aktiver Natur einzeln entdämpft sind, daß die Antennenringe (2) insbesondere mit den Riπgflächen in einer Ebene, und vorzugsweise in einem Abstand von 3 bis 100 cm, insbesondere von 20 bis 60 cm, angeordnet sind, daß die Enden der Einkoppelspule (11) des ersten Antennenringes (2) mit den Eingängen der Verstärkereiπheit (12) des oder der anderen Antennenringe (2) über Leitungen (110,111) verbunden sind, an welche Eingänge das Auskoppelelement (10) oder die Phasenkorrekturschaltung (13) dieses(r) weiteren Antennenringe(s) (2) angeschlossen sind (Fig.2,7).

13. Antennenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (110,111) von der Einkoppelspule (11) des ersten Aπtennenringes (2) zu der (den) Verstärkereinheit(en) (12) des (der) weiteren Antennenringe (s) (2) ein Phasendrehnetzwerk (65). bestejemd ais einer Serienschaltuπg aus einem, vorzugsweise ein- stellbaren, Kondensator, einem vorzugsweise einstellbaren Widerstand und gegebenenfalls einer vorzugsweise einstellbaren Induktivität geschaltet ist (Fig.7).

14. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei im Aπtennenring als frequenzbestimmende Kapazität ein insbesondere auf Bandmitte einstellbarer Festkoπdensator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Resonanzbedingungen in dem Aπtennenring (2) der Antennenring (2) und die Koppeleiπrichtung (8) , vorzugsweise fest mit einer Koppelspule (40) induktiv gekoppelt sind, wobei die Koppelspule (40) an einen, gegebenenfalls Bereichsschalter (50) für die Bandwahl besitzenden, Re¬ sonanzkreis (47,48,79,80) elektrisch angeschlossen ist, der eine, ge¬ gebenenfalls mit dem Bereichsschalter (50) wählbare, Induktivität (48), einen Festkondeπsator (80) und eine verstellbare Induktivität (79) umfaßt, welcher Resonanzkreis ähnliches Resonaπzverhalten wie der Antennenring (2), jedoch insbesondere mit schlechterer Dämpfung, zeigt und zur Einstellung des Resonaπzverhalteπs des Antenneπringes (2) einen resonanzkorrigierenden Scheinstrom an die Koppelspule (40) abgibt (Fig.5, 9).

1 15. Antennenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Induktivität (79), vorzugsweise von einem Potentiometer, fernsteuerbar bzw. ferπeinstellbar ist und einen Hohlkörper (66), insbesondere mit guten dielektrischen Eigenschaften, 5 besitzt, in dem eine flüssige, gegebenenfalls höherviskose, anorganische Trägersubstanz, z.B. Silikonöl, vorgesehen ist, in der Magnetpulver, z.B. Eisencarbonylpulver (68), dispergiert enthalten ist (Fig.8a,9,10) .

16. Antennenanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (66) mit zumindest einer im

10 Resonanzkreis (47,48,79,80) liegenden Windung (67), vorzugsweise einer Zylinderspule, umgeben ist, daß unmittelbar im Windungs- bzw. Zylinderspulenbereich zumindest eine Gleichstromerregerwicklung (70,71) oder zwei Wicklungen (69) in magnetischer Gegenphase angeordnet ist bzw. sind, die mit einem von einer Rechtecksgeneratorstufe (74), vorzugsweise

15 mit einem Schalttransistor (78), erzeugten Rechteckstrom beaufschlagt sind und daß durch das von der Rechteckstrom in den Wicklungen (69,70,79) erzeugte Magnetfeld die Ferritteilchenanzahl im Windungs- bzw. Zylinderspulenbereich und damit die Permeabilität bzw. Induktivität des Spulenkerns der verstellbaren Induktivität veränderbar ist (Fig.9a,b,c,

17. Antennenanordπung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Tastverhältnisses der Rechteckstromgröße ein erstes Potentiometer (75) , zur Einstellung der Frequenz ein zweites Potentiometer (76) und zur Einstellung der Impulshöhe ein drittes

25 Potentiometer (77) vorgesehen ist, wobei gegebenenfalls zumindest das dritte Potentiometer (77) in einer Fernbedienungseiπheit (83) gelegen ist (Fig.8,10).

18. Antennenanordnuπg nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Induktivität (79) bzw. die

30 Windung(en) (67) Teil des Anteπneπringes (2) ist (sind) bzw. in den Antennenring (2) eingekoppelt bzw. eingebunden ist (sind) .

19. Verfahren zur Entdämpfung einer Aπtennenanordnuπg für Sende- und/oder Empfangsbetrieb mit einem gegebenenfalls mehrere Windungen aufweisenden Antennenring, einem kapazitiven Abstimmelement in diesem

35 Antenneπriπg zur Ausbildung eines Resonanzkreises für bestimmte Bandbereiche und einem induktiven Leistungskoppelelement zur Ankopplung eines Transceivers, nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das am Aπteπnenring anliegende Empfangssigπal getrennt für den Empfang und für eine Verstärkung, insbesondere induktiv, ausgekoppelt wird, daß das verstärkte Empfangssignal - wie an sich bekannt - nach einer Verstärkung wieder in den Antennenring zur Erzielung einer negativen Rückkopplung, insbesondere induktiv, wieder eingekoppelt wird und daß aus dem Antenneπring ausgekoppelte Empfangssignal bezüglich der Phasenlage korrigiert und phasenrichtig wieder in den Antennenring eingekoppelt wird.

.

20. Anteπnensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auskoppelelement (236), vorzugsweise eine Spule, für einen Teil des Empfangssignales an den Aπtennenring (2) und/oder die Koppeleinrichtuπg (8) angeschlossen, insbesondere lose angekoppelt, ist und daß an das Auskoppelelement (236) eine Verstärkereinheit (230, 238) angeschlossen ist, deren Ausgangssigπal dem verstärkten ausgekoppelten Empfangssignal entspricht und über ein insbesondere lose an die Induktionsspule(214) oder an die Koppeleinrichtung (8) angekoppeltes Einkoppelelement (312), vorzugsweise eine Spule, im wesentlichen in eine Einkoppelspule (231) phasenrichtig eingekoppelt ist.

21. Antennensystem nach Anspruch 2 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung der Richtcharakteristik der Antenne in vertikaler Richtung die Abstimmelemente (205,206) ungleich kapazitiv einstellbar sind.

22. Aπtennensystem nach einem der Ansprüche 2, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auskoppelung des Antennensignales die Induktivität (231) lose an die Ringinduktivität (214) gekoppelt ist und das Signal dem Verstärkersystem (230,238) zugeleitet, phasenrichtig verstärkt und zu der an die Koppeleinrichtung (8) lose angekoppelten Einkoppelspule bzw. dem Einkoppelelement (312) rückgeführt ist.

23. Antenπensystem nach einem der Ansprüche 2 oder 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetischer Ringkern (211), insbesondere Ferritkern, vorzugsweise mit zumindest einem gegebenenfalls in einem definierten Abstand angebrachten ferromagnetischen Streufeldkoppelring (212) vorgesehen ist, wobei die Koppeleinrichtung (8) , das Leistuπgskoppelelement (9) , das Einkoppelelement (312) und ge¬ gebenenfalls das Ankoppelelement (236) mit dem Ringkern (211) und vorzugsweise mit dem Streufeldkoppelring (212) insbesondere lose, vorzugsweise magnetisch, gekoppelt sind.

24. Aπtennensystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zur Bandwahl die Koppeleinrichtung (8) mit Spulenan- 1 zapfuπgen ausgebildet ist, welche gegebenenfalls über einen Bereichsschalter, fixierbare Anschlußlaschen, Relais od.dgl., an den Antenneπring (2) anschaltbar sind, wobei die Koppeleinrichtung (8) als zusätzliche resonaπzbestimmende Induktivität gemeinsam mit der

⁵ Induktivität (214) ein Antennenring (2) vorgesehen ist.

25. Antenπensystem nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Entdämpfungsverstärker (230) einen VMOS Transistor (248) als Verstärkertransistor umfaßt, wobei dem VMOS Transistor (248) ein Breitband-Eingangskreis, bestehend aus einer

10 gegebenenfalls mit Abzapfungen versehenen Induktivität (239), einer Abstimmkapazität (242) und gegebenenfalls einem Bereichsschalte (241) vorgeschaltet ist, wobei der Transistor (248) in seinem Kennlinienverlauf hinsichtlich seiner Verstärkung über einen Einstellregler (232), vorzugsweise ein Potentiometer, einstellbar ist

1^ und mit einer Kapazitätsdiode (246) in Verbindung mit der Induktivität (245) und einem Kondensator (244) zur exakten Verstärkungs- und Phaseneinstellung beschaltet ist, für die vorzugsweise ein Potentiometer (233) vorgesehen ist (Fig.19).

26. Antennensystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ^^u eine entfernbare Lötbrücke (330) vorgesehen ist, um an die Anschlußklemme

(211) des Verstärkersystems (230) ein positives Regelspanπungssignal vom Transceiver aufzuschalten und einen automatischen Entdämpfuπgsverlauf sicherzustellen.

27. Antennensystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ²⁵ kollektorseitig am VMOS Transistor (248) ein Koppelkondensator (254) und ein Widerstand (255) geschaltet ist, der einen Operationsverstärker VI (256) ansteuert, daß das über eine Diode (262) abgenommene und mit der Glättungseinheit (261) geglättete Signal gleichspanπungs äßig einen Gleichspannungsverstärker V2 (257) ansteuert, der über ein Potentiometer 0 (269) und dessen Ausgangssignal über ein Integrationsglied (271,270) einen zusätzlichen VMOS-Transistor (268) ansteuert, dessen Drainpotential die Verstärkung des VMOS-Transistors- (250) über seinen Kennlinienverlauf verändert und daß über ein Potentiometer (276) , über dessem Drainanschluß, eine Differenzierschaltung, bestehend aus einem ° Kondensator (273) und einem Widerstand (274) eine Signalaufschaltung auf die_. Kapazitätsdiode (246) und die Induktivität (245) erfolgt zum schlag¬ artigen Absenken des Eπtdämpfungsverstärkers (238) , um ein kurzzeitiges Überschwingen des Antennensystems bei zu hohen Energiespitzen der Ent- dämpfungsenergie im Antennensystem abzufangen. (Fig.20).

28. Aπtennensystem nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang und/oder Ausgang der Verstärkereinheiten (230,238) Schutzdioden (246,252) gegen eine Leistungsbeaufschlagung im Sendebetrieb vorgesehen sind (Fig.19, Fig.20).

29. Antennensystem nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verstärkereiπheiten (230,238) eine vorzugsweise seriell, zumindest eine Induktivität und eine Kapazität, gegebenenfalls auch einen Widerstand umfassende Phasenkorrekturschaltung vorgesehen ist, die als Gegenkopplungsnetzwerk im Kollektor-Basiskreis des Transistors (248) geschaltet ist (Fig.19, Fig.20).

30. Antennensystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Resoπanzbedingungeπ im Antennenring (2), insbesondere zur Baπdfestlegung, die Koppeleinrichtung (8) zur Abnahme des Empfangssignales bzw. zur Einspeisung der Sendeeπergie in den Antennenriπg (2) vorgesehen ist, daß die mit einer Induktionsspule (214) fest angekoppelten Auskoppelspule (218) insbesonders über eine elektrische Verbindung (219) und insbesonders über ein Verbindungskoaxkabel (220) mit einer Fernbedienungseinheit (217) in Verbindung steht, die aus einem Resonanzkreis, vorzugsweise bestehend aus einer Induktivität (222) mit vorzugsweise auf einem Ferritring (221) liegenden Spulenabzapfungen für eine Bandwahl mit einem Be¬ reichsschalter (223) und einem Drehkondensator (224) besteht und zur Resonanzabstimmung des Antennensystems einen resonanzkorregierenden Scheinstrom über die Koppelspule (218) in den Antennenring (2) eingekoppelt ist (Fig.17, Fig.22).

31. Antennensystem insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zwei um 90 Grad versetzte bzw. miteinander einen Winkel von 90 Grad einschließende magnetische Antennen umfaßt, die jeweils eine Koppeleinrichtung (8, 297) und eine gemeinsame -Leistungskoppeleinrichtung (9) besitzen, die vorzugsweise eine Aπspeiseimpedanzanpassung über Wicklungsaπzapfungen mittels eines Umschalters (298) und einer Bereichsaπpassung mit einem Bereichsschalter (295,296) beinhaltet, und daß ferner einstellbare Kapazitätsabstimmein¬ heiten (205,206,292,293) sowie Anteπneπringinduktivitäten (214,291) mit fest angekoppelten Spulen (218,294) vorgesehen sind.

32. Antenneπsystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß 1 zur Ansteuerung der Fernbedienungseinheit (278) , die vorzugsweise zwei unabhängige Resonanzkreise umfaßt, gegebenenfalls Koaxkabel (287) bzw. (288) vorgesehen sind, daß durch Variieren der Abstimmkapazitäten (279) bzw. (281) eine Resonanzabstimmung beider Aπtennensysteme erfolgt und daß

° gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Differenzialdrehkondensator (280) mit den Abstimmkondensatoren (279) bzw. (281) eine Richtungsauswahl des Empfangssignales bzw. Richtungsgebung des Sendesignales ermöglicht ist (Fig. 213).

33. Antennensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 32 insbesondere 0 ll₍ dadurch gekennzeichnet, daß an beide Antennen Entdämpfungsverstär- kersysteme angeschlossen sind.

34. Antennensystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Anteπnensystem, d.h. der Aπtennenring (2), die Verstärkungseinheit (230,238) und die Kopplungsbauteile (213, 5 214,218,8,9,298,297,296,290,291,294,304,312,236) auf einer Leiterplatte (202), z.B. aus Epoxyharz, aufgebaut ist, wobei die Kapazitäten Koppel¬ einheiten (205,206,292,293) gegebenenfalls aus beidseits der Platte ange¬ ordneten, vorzugsweise aus Kupfersegmenten bestehenden, gegeneinander verstellbaren Flächensegmenten bestehen und die Trägerplatte (282) als ⁰ Dielektrikum dient (Fig.27).

35. Anteπnensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausschließlichem Einsatz des Antenneπsystems für Empfangszwecke sowohl die horizontalen als auch die vertikalen Richt¬ charakteristikveränderungen über an die kapazitiven Koppelelemente (205, 206,292,293) angeschlossene Kapazitätsdioden vorgenommen werden, auf die HF-entkoppelte Steuersignale aufgeschaltet sind, sodaß über einen Analog/Digitalumsetzer mittels eines Rechners eine weitreichende Signalraumüberwachuπg erfolgen kann.

36. Antennensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 35, dadurch ge- ° kennzeichnet, daß die Induktivität (214) im Antennenring (1) in einem

Winkelabstand von 30 bis 60 Grad, vorzugsweise von 35 bis 50 Grad, insbesondere von 40 bis 45 Grad von der Koppeleinheit (330) bzw. von der jeweiligen Koppeleinrichtuπg (8) angeordnet ist.

37. Aπtennensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 36, dadurch ge- 5 kennzeichnet, daß zumindest einer der Ringkapazitäten (Ckl, Ck2 bzw.

Ckla, Ck2a; Cklb, Ck2b) eine bezüglich ihrer Kapazität veränderlich steuerbare Kapazitätsdiode (Ck3, Ck4; Ck3',Ck4') zugeschaltet ist, die gegebenenfalls von einem Rechner mit einem Steuersignal beaufschlagt ist.