Antennenanordnung mit mebreren praktisch in einer Ebene liegenden <B>Rahmenantennen.</B> Die Erfindung betrifft eine Antennen- anordnung mit mehreren praktisch in einer Ebene liegenden Rahmenantennen.
Dieselbe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von in einer geraden Linie liegen den Rahmen durch die beiden Leiter einer Cbertragungsleitung gebildet. wird, wobei der Abstand der Rahmen derart ist, da.ss die Mitten der die Rahmen bildenden Leiterstücke in der Nähe von Strommaxima liegen.
In den Fig. 1, 2, 5, 6, 7 und 8 der bei liegenden Zeichnung sind sechs beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung darge stellt, während die Fig. 3 und 4 Diagramme zeigen.
In Fig. 1 stellt 10 eine übertragungsein- richtung dar, die entweder ein Sender oder ein Empfänger sein kann. Die Übertragungs leitung .I1 dient zur Verbindung der Über tragungseinrichtung 10 mit einer Reihe von in einer geraden Linie liegenden Rahmen antennen, die allgemein mit 12 bezeichnet. sind. Die untereinander gleichen Rahmen sind aus zwei Leitern 13 und 1.1 einer Übertra gungsleitung aufgebaut, die praktisch in der selben horizontalen Ebene angeordnet. sind und einander kreuzen. Die Leiter 13 und 14 sind an den Kreuzungspunkten voneinander isoliert und sind an dem von der Einrichtung 10 entfernten Ende offen, so dass auf den Leitern 13, 14 eine stehende Welle entsteht.
Die Längen der Leiterstücke zwischen je zwei benachbarten Kreuzungspunkten ist gleich i/2, wobei 2, die Arbeitswellenlänge ist. So wirkt jeder Rahmen für den nachfolgenden Rahmen als ein Impedanztransformator, der die Impedanz am Ausgangsende unverändert auf das Eingangsende überträgt. Eine ein zelne Rahmenantenne der dargestellten Art hat, wie bekannt, in der Rahmenebene eine Antennencharakteristik, wie sie in Fig. 3 ge zeigt. ist.
Die gesamte Antennenanordnung wird in dieser Ebene ein scharfes Richt diagramm besitzen, wie es in Fig. 4 unter Vernachlässigung von Nebenblättern gezeigt ist, wobei angenommen ist, dass die ganze An ordnung relativ kurz ist. Die Rahmen der in Fig. 2 allgemein mit 22 bezeichneten Anten nenanordnung haben quadratische Form, statt angenähert Kreisform wie im Falle Fig. 1.
Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass bei den gewählten Abmessungen der Rahmen (zwei Rahmenseiten = @/2) und bei den vor gesehenen Kreuzungen der Leiter die Ströme und damit auch die Strommaxima in jedem Rahmen auf derselben Seite der Rahmenreihe in derselben Richtung fliessen, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angegeben ist. Die Rahmen werden also alle gleichphasig erregt. Wenn es gewünscht wird, kann nur ein Teil von jeder Halbwellenleitungslänge zum Aufbau eines Rahmens verwendet werden.
In solch einem Fall würden die Rahmen in der Nähe der Strommaximumzone von jeder Halbwel- lenstrecke aufgebaut werden, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Der übrige Teil der Halbwellen leitumgslänge dient als Speiseleitung und strahlt nicht.
Der räumliche Abstand d zwischen den Mitten der strahlenden Rahmen kann ver schieden gross gewählt wegen, trotzdem die Strommaxima genau in den Punkten A, B, <I>C, D, E</I> vorgesehen sind.
Im Falle von Fig. 7 ist längs den Leitern gemessen AB<I>= BO</I> ---- <I>CD = DE =</I> A/2, während anderseits gilt d < A/2. Im Falle von Fig. 8 beträgt dagegen die elektrische Länge zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen eine Wellenlänge, indem PQ <I>=</I> QR <I>= A</I> ist.
In die sem Fall ist ein Überkreuzen in der Speise leitung zwischen aufeinanderfolgenden Rah men nicht. erforderlich, und der räumliche Abstand zwischen den Rahmen kann irgend einen Wert haben bis zu einer Wellenlänge, das heisst d < A.
In der Anordnung der Fig. 7 und 8 kann gegebenenfalls der räumliche Abstand der Rahmen eingestellt werden, ohne die Grösse der Rahmen und den Abstand der Leiter von einander zu verändern, und zwar durch tele- skopartige Verschiebung ineinander der Teile der Übertragungsleitung zwischen aufeinan derfolgenden Rahmen; die Leiterlänge zwi schen den Punkten g und B bzw. P und Q darf aber nicht stark von 7J2 bzw.<I>7</I> abwei chen, Diese Einstellung ist daher hauptsäch lich dann zweckmässig, wenn die Betriebsfre quenz veränderbar ist.
Eine Abstandsänderung der Rahmenmit telpunkte kann in den Fig. 2 und 5 gezeigten Antennenanordnungen durch Änderung des Scheitelwinkels der Rahmen erreicht werden. Dies ändert die Antennencharakteristik der einzelnen Rahmen etwas, aber dieser Einfluss ist im allgemeinen unwichtig, wenn die Ver zerrung aus der quadratischen Normalform der Rahmen nicht gross ist.
Wenn die Antennenanordnung sehr lang ist, das heisst viele Rahmen von der Über- tragimgsleitung gebildet werden, wird eine relativ grosse fortschreitende Welle neben der stehenden Welle auftreten, ähnlich wie bei Langdrahtantennen. Dies verändert das Strahlungsdiagramm der Antennenanord nung, da sich die Strahlung der fortschrei tenden Welle der Strahlung der stehenden Welle überlagert, aber in einigen Fällen kann dies nützlich sein.
Es ist oft wünschenswert, die einzelnen Antennen @ einer Antennenanordnung gleich- phasig, aber mit unterschiedlichen Strömen zu erregen, wie z. B. im Fall einer binomi schen Antennenanordnung. Eine Speisung mit unterschiedlichen Strömen wird bei der Anordnung nach Fig. 5 dadurch erreicht, dass die Impedanz der einzelnen aufeinanderfol genden Rahmen immer grösser wird.
Nach Fig. 5 verbindet die Übertra- giingsleitung 50 die Antennenanordnung mit irgendeinem gewünschten Hochfrequenzgerät (Sender oder Empfänger). Mit der Leitung 50 ist eine Übertragungsleitung verbunden, deren zwei Teile 51. bzw. 52 die Rahmen 53, 54 und 55 bzw. 56, 57 und 58 bilden. Die Rahmen 53 und 56 sind aus relativ breiten Leitern hergestellt und haben so eine niedri gere Impedanz als die nachfolgenden Rahmen paare 54, 57 und 55, 58, die aus schmäleren Leitern hergestellt sind.
Die Rahmen 53, 56 nehmen so einen grösseren Strom auf als die Rahmen 54, 57 und diese wiederum führen einen grösseren Strom als die Rahmen 55, 58. Eine Kreuzung 59 ist in der Leitung 52 vor gesehen, so dass alle Rahmen gleichphasig erregt werden.
In Fig. 6 ist ein anderer Weg zur Er reichung einer unterschiedlichen Strahlungs leistung der Antennen in einer solchen An tennenanordnung gezeigt. In dieser Antennen anordnung weisen die Rahmen 63, 66 bzw. 64, 67 und 65, 68 eine immer kleinere Fläche auf. Demgemäss werden die äussern Rahmen<B>65,68</B> eine geringere Strahlungsleistung haben als die Rahmen 64, 67 und letztere wiederum eine geringere Leistung als die Rahmen 63, 66.