DE1616523C3 - Antennenanordnung für kurze und sehr Kurze elektromagnetische Wellen - Google Patents

Description

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ktromagnetischen Wellen entstehenden Ablösungs- Speiseleitung dienende Koaxialleitungsabschnitt mit eich, der zugleich ähnlich einer Transformations- dem Innenleiter 4 und dem Außenleiter 5, dessen .ung wirkt, durch die Form des Antennenfuß- Wellenwiderstand wenigstens zwischen 50 und iktes möglichst günstig zu gestalten, um bei einer 60 Ohm liegt. Die Form nach Art harmonischer glichst großen Bandbreite des Betriebsfrequenz- 5 Kreisbüschel ist derart gewählt, daß der Innenleiter eiches Änderungen des Strahlungsdiagramms im ebenso wie der Außenleiter stetig in die anschließenden Betriebsfrequenzbereich zu vermeiden. den Flächen der Dipolhälfte 1 bzw. der Aus-Oiese Aufgabe wird, ausgehend von einer An- wölbung 3 des Gegengewichts 2 übergeht. Die nenanordnung der eingangs geschilderten Art, Wölbung 3 erstreckt sich bis zum Wellenablösungsnäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die io bereich für die längste Betriebswelle in den im nstanz des Wellenwiderstandes der Radialleitung Hauptpatent mit Radialleitung bezeichneten Überiurch erzielt ist, daß die Gegengewichtsfläche im gang. Unter dem Wellenablösungsbereich wird dabei eich der Radialleitung bis zum Ablösungsbereich etwa die Entfernung verstanden, bei der die ge-

die längste Betriebswelle gegen die Dipolhälfte strichelt eingezeichnete elektrische Feldlinie 8 eine

völbt ist, während die benachbarte Fläche der 15 Länge in der Größenordnung von einer halben

oolhälfte nur unwesentlich von der Kugel- bzw. Betriebswellenlänge erreicht.

ipsoidform abweicht. An Stelle des Übergangs nach Art eines Kreisrlierbei ist es vorteilhaft, wenn der in den Innen- büschels ist auch ein Übergang in der Weise möger einer Koaxialleitung auslaufende Strahlerfuß- lieh, daß der Strahlerfußpunkt 6 im Übergangsikt und die Innenfläche des in die Wölbung des 20 bereich 7 einen Funktionsverlauf nach Art einer gengewichts auslaufenden Außenleiters dieser Exponential-Funktion hat. Auch in diesem Falle ist axialleitung im Radialschnitt nach einem harmo- die gegenüberliegende Innenfläche des Außenleiters chen Kreisbüschel verlaufen. so gewölbt, daß im Bereich 7 ein konstanter Wellenferner ist es günstig, wenn der Strahlerfußpunkt widerstand gegeben ist.

;h einer Exponential-Funktion in den Innenleiter 25 Besonders klein läßt sich der Bereich 7 dann

er Koaxialleitung einläuft, deren Außenleiter in halten, wenn der Innenleiter 4 unmittelbar in die

Gegengewicht übergeht und hinsichtlich seiner Dipolhälfte 1 übergeht oder lediglich ein gegenüber

enfläche derart gewählt ist, daß der Koaxial- der Radialleitung 7 kleiner Übergangskonus vorge-

ungsabschnitt mit dem exponentiell verlaufenden sehen wird. Auch in diesem Falle ist darauf zu

ienleiter wenigstens nahezu reflexionsfrei in die 30 achten, daß ein einheitlicher Wellenwiderstand von

chließende Radialleitung übergeht. der Koaxialleitung 4,5 bis in den Bereich der Radial-

STachstehend wird die Erfindung an Hand eines leitung 7 gegeben ist.

sführungsbeispiels näher erläutert. Die Dipolhälfte muß nicht zwingend die Form Oie Zeichnung zeigt eine etwa ellipsoidförmige einer Kugel oder eines Ellipsoids haben. An Stelle jolhälfte 1, deren Achsenverhältnis vorzugsweise 35 der Kugel oder des Ellipsoids mit dem erwähnten sehen 0,7 und 1,5 liegt. Die Dipolhälfte 1 ist über Achsenverhältnis kann mit Vorteil auch eine Halbem Gegengewicht 2 angeordnet, das eine gegen kugel (unter Fortlassen der dem Fußpunkt abge-

Dipolhälfte 1 gerichtete Wölbung 3 hat. Im wandten Kugelhälfte) oder ein quer zur Strahlerachse

itrum dieser Wölbung ist der Anschluß der Dipol- halbiertes Ellipsoid (ebenfalls unter Fortlassen der

fte an eine Koaxialleitung vorgesehen, die aus 40 dem Fußpunkt abgewandten Ellipsoidhälfte) vor- j

im Innenleiter 4 und einem Außenleiter 5 besteht. gesehen werden. Insbesondere kann für das halbierte f

■ Innenleiter 4 und die Innenfläche des Außen- Ellipsoid ein zylindrischer Fortsatz vorgesehen wer- j:

ers 5 haben im Ubergangsbereich 7 die Form den, wobei es sich empfiehlt, ein Verhältnis der

^s harmonischen Kreisbüschels, d. h., der Koaxial- Strahlerlänge zur größten Strahlerdickenabmessung

lngsabschnitt im Bereich 7 hat über seine gesamte 45 in der Größenordnung von 1 einzuhalten, da dann

ige den gleichen Wellenwiderstand wie der als besonders günstige Verhältnisse gegeben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 des Strahlers fortgelassen oder im Falle des Ellipsoids Patentansprüche: durch einen zylindrischen Fortsatz ersetzt sein kann und bei der der Abstand zwischen der leitenden

1. Antennenanordnung für kurze und sehr Gegengewichtsfläche und der benachbarten Dipolkurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus 5 hälfte derart gewählt ist, daß die zwischen den zueiner Dipolhälfte und einer leitenden Gegen- einander, am nächsten liegenden Stellen auftretende gewichtsfläche, welche Dipolhälfte wenigstens Impedanz in der Größenordnung des Wellenwidernäherungsweise die Form einer Kugel oder eines Standes üblicher Leitungen,, insbesondere zwischen mit seiner Rotationsachse in der Strahlerachse 50 und 60 Ohm,- liegt, und weiterhin die zueinander sich erstreckenden Ellipsoids hat, wobei die dem _i0 benachbarten Flächen der Dipolhälfte und der Strahlerfußpunkt abgewandte Hälfte des Strahlers Gegengewichtsfläche derart geformt sind, daß für fortgelassen oder im Falle des Ellipsoids durch ■; einen beliebigen Radius der Wellenwiderstand der einen zylindrischen Fortsatz ersetzt sein kann sich in Radialrichtung von der Anschlußstelle bis und bei der der Abstand zwischen der leitenden zum Ablösungsbereich der Welle erstreckenden Gegengewichtsfläche und der benachbarten Dipol- 15 Radialleitung gleich dem Wellenwiderstand an der Anhälfte derart gewählt ist, daß die zwischen den schlußstelle ist, insbesondere nach Patent 1 290 991. zueinander am nächsten liegenden Stellen auf- Dieses Patent betrifft unter anderem eine Antretende Impedanz in der Größenordnung des tennenanordnung für kurze und sehr kurze elektro-Wellenwiderstandes üblicher Leitungen, insbe- magnetische Wellen mit einem ellipsoidförmigen sondere zwischen 50 und 60 Ohm, liegt, und 20 Dipolstrahler von nennenswerter Dicke im Vergleich weiterhin die zueinander benachbarten Flächen zur Strahlerlänge, bei dem die einzelne Dipolhälfte der Dipolhälfte und der Gegengewichtsfläche bei der niedrigsten Betriebsfrequenz eine Länge von derart geformt sind, daß für einen beliebigen etwa einer Viertelwellenlänge hat und bei der die Radius der Wellenwiderstand der sich in Radial- Dipolhälfte die Form eines in der Strahlerachse richtung von der Anschlußstelle bis zum Ab- 25 sich erstreckenden Ellipsoids mit einem Achsenlösungsbereich der Welle erstreckenden Radial- verhältnis a/b zwischen 0,6 und 1,7, vorzugsweise leitung gleich dem Wellenwiderstand an der a/b etwa 1,5, hat (wobei α die Ellipsoidachse quer

, Anschlußstelle ist, insbesondere nach Patent zur Dipolachse und b die mit der Dipolachse zu-1290 991, dadurchgekennzeichnet, daß sammenf allende Ellipsoidachse bedeutet) und bei der die Konstanz des Wellenwiderstandes der Radial- 30 der Abstand zwischen einer leitenden Gegengewichtsleitung (7) dadurch erzielt ist, daß die Gegen- fläche und der benachbarten Dipolhälfte derart gegewichtsfläche (2) im Bereich der Radialleitung wählt ist, daß bereits bei der niedrigsten Betriebsbis zum Ablösungsbereich (8) für die längste .frequenz die zwischen den zueinander am nächsten Betriebswelle gegen die Dipolhälfte (1) ge- liegenden Stellen auftretende Impedanz etwa zwiwölbt (3) ist, während die benachbarte Fläche 35 sehen 50 und 60 Ohm liegt, und bei der weiterhin der Dipolhälfte (1) nur unwesentlich von der die leitende Gegengewichtsfläche und die ihr benach-Kugel- bzw. Ellipsoidform abweicht. barte Dipolhälfte eine Radialleitung bilden, nach

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, da- Patent 1 109 748, welche Antennenanordnung unter durch gekennzeichnet, daß der in den Innen- anderem dadurch gekennzeichnet ist, daß die zuleiter (4) einer Koaxialleitung auslaufende 40 einander benachbarten Flächen der Dipolhälfte und Strahlerfußpunkt (6) und die Innenfläche des in der Gegengewichtsfläche derart geformt sind, daß die Wölbung (3) des Gegengewichts auslaufenden der in Umfangsrichtung für einen beliebigen Radius Außenleiters (5) dieser Koaxialleitung (4, 5) im gemittelte Wert des Wellenwiderstandes der sich in Radialschnitt nach einem harmonischen Kreis- Radialrichtung von der Anschlußstelle bis zum Abbüschel verlaufen. 45 lösungsbereich der Welle erstreckenden Radialleitung

3. Antennenanordnung nach Anspruch'1, da- gleich dem Wellenwiderstand an der Anschlußdurch gekennzeichnet, daß der Strahlerfuß- stelle ist.

punkt (6) nach einer Exponential-Funktion in Derartige Antennen sind aus der Zeitschrift

den Innenleiter (4) einer Koaxialleitung (4,5) ein- »NTZ«, 1959, Heft 6, Seiten 286 bis 290, bekannt, läuft, deren Außenleiter (S) in das Gegen- 50 Durch die Arbeit »Beitrag zur Frage der Angewicht (2) übergeht und hinsichtlich seiner passung von Energieleitungen an den freien Raum« Innenfläche derart gewählt ist, daß der Koaxial- (»Mitteilungen aus dem Institut für Hochfrequenz-

leitungsabschnitt mit dem exponentiell verlaufen technik« an der Eidgenössischen Technischen Hoch-

den Innenleiter wenigstens nahezu reflexionsfrei schule in Zürich, Nr. 15, Zürich 1951) ist weiterhin in die anschließende Radialleitung (7) übergeht. 55 bereits eine Konusantenne über einer leitenden Ebene

• "·^:■"■·:' bekanntgeworden, bei der der in den Innenleiter

einer Koaxialleitung auslaufende Strahlerfußpunkt

und die Innenfläche des in die leitende Ebene übergehenden Außenleiters dieser Koaxialleitung im 60 Radialschnitt nach einem harmonischen Kreisbüschel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennen- verlaufen, wodurch der Wellenwiderstand längs des anordnung für kurze und sehr kurze elektro- Übergangs konstant gehalten werden soll,
magnetische Wellen, bestehend aus einer Dipolhälfte DTe eingangs erwähnte Antennenanordnung weist

und einer leitenden Gegengewichtsfläche, welche oberhalb einer bestimmten, durch die Strahler-Dipolhälfte wenigstens näherungsweise die Form 65 längserstreckung vorgegebenen Grenzfrequenz eine einer Kugel oder eines mit seiner Rotationsachse in praktisch nahezu konstante Anschlußimpedanz für der Strahlerachse sich erstreckenden Ellipsoids hat, den Anschluß einer Speiseleitung auf. Wie sich zeigt, wobei die dem Strahlerfußpunkt abgewandte Hälfte kommt es darüber hinaus darauf an, den für die