DE1006910B

DE1006910B - Metallic, tubular antenna

Info

Publication number: DE1006910B
Application number: DER14212A
Authority: DE
Inventors: George Bruce Mackimmie
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1953-05-13
Filing date: 1954-05-13
Publication date: 1957-04-25
Also published as: GB747304A; NL187500B; FR1102673A; NL95857C; US2849711A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Antennen für die Ausstrahlung von Signalen ultrahoher Frequenzen, wie sie beispielsweise zur Übertragung von Fernsehbildern und der zugehörigen Tonbegleitung verwendet werden.The invention relates to antennas for broadcasting ultra-high frequency signals such as them can be used, for example, for the transmission of television images and the accompanying sound.

Rohrförmige Antennen für Höchstfrequenz, die als Strahler wirkende Schlitze besitzen, sind bekannt. Solche Antennen werden im allgemeinen analog den entsprechenden Dipolanordnungen auf einem Mast oder Sendeturm angeordnet. Die Energiezuführung erfolgt im allgemeinen bis zu den einzelnen als Strahler wirkenden Schlitzen durch Koaxial- oder Lecherleitungen, Hohlleiter oder entsprechende Wellenführungen.Tubular antennas for maximum frequency, which have slots acting as radiators, are known. Such antennas are generally analogous to the corresponding dipole arrangements on a mast or Transmission tower arranged. The energy supply is generally carried out up to the individual acting as radiators Slitting through coaxial or Lecher lines, waveguides or corresponding wave guides.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, breitbandige Antenne für ultrahohe Frequenzen anzugeben, die eine komplizierte Führung der Speiseleitung, wie sie bei einer Mehrzahl von Strahlern notwendig wird, überflüssig macht. Ferner benötigt die erfindungsgemäße Antenne wegen ihrer Größe und Form keinen Mast und ist selbst zur Übertragung der Energie von dem Sender zu den Strahlern praktisch ohne die Verluste einer Speiseleitung geeignet.The object of the invention is to provide a simple, broadband antenna for ultra-high frequencies, the complicated routing of the feed line, as is necessary with a plurality of radiators, is superfluous power. Furthermore, the antenna according to the invention does not require a mast and because of its size and shape is itself to transmit the energy from the transmitter to the radiators with practically no losses Feed line suitable.

Erfindungsgemäß ist eine metallische, rohrförmige Antenne mit wenigstens einem in der Längsrichtung des Rohres angeordneten Spalt in der Rohrwand dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite einer den Spalt durchsetzenden Symmetrieebene des Rohrquerschnitts in der Spaltmitte ein leitender flacher, quer zur Spaltlängsrichtung verlaufender Streifen von geringerer Breite als die in der Rohrlängsrichtung liegende Spaltabmessung vorhanden ist, daß die Ebene dieses Streifens parallel 3c zur Rohrlängsrichtung verläuft, daß die beiden Enden dieses Streifens an zwei Stellen mit der Rohrwand verbunden sind und daß auf der anderen Seite der Symmetrieebene eine leitende Platte von derselben Breite wie der Streifen in der Spaltmitte vorhanden ist, daß die Ebene dieser Platte ebenfalls in der Rohrlängsrichtung liegt, die Platte ebenfalls quer zur Spaltlängsrichtung verläuft und daß diese Platte nur am einen Ende mit der Rohrwand verbunden ist und ihre Ebene gegen die Ebene des Streifens abgewinkelt ist.According to the invention is a metallic, tubular antenna with at least one in the longitudinal direction of the Pipe arranged gap in the pipe wall, characterized in that one side of the gap penetrating symmetry plane of the pipe cross-section in the middle of the gap is a conductive flat one, transverse to the longitudinal direction of the gap running strips of smaller width than the gap dimension lying in the longitudinal direction of the pipe it is present that the plane of this strip runs parallel 3c to the longitudinal direction of the pipe, that the two ends this strip are connected to the pipe wall in two places and that on the other side of the Plane of symmetry there is a conductive plate of the same width as the strip in the middle of the gap, that the plane of this plate also lies in the longitudinal direction of the pipe, the plate also transversely to the longitudinal direction of the gap runs and that this plate is only connected at one end to the pipe wall and its plane is angled against the plane of the strip.

Die Antenne besteht also aus einem langgestreckten leitenden Zylinder. Der Zylinder ist gleichzeitig der Antennenmast, wirkt ferner als Wellenleiter zur Speisung der Antenne und enthält eine Reihe von Spalten, welche die strahlenden Elemente darstellen. Innerhalb des ' Zylinders ist eine longitudinale Flosse vorgesehen, welche sich über annähernd die halbe Innenabmessung des Rohres erstreckt. Wenn die Antenne einen zylindrischen Querschnitt besitzt, liegt diese Längsflosse in der Radialrichtung des Zylinders. Die Lage der Spalte auf dem Umfang des Zylinders ist so gewählt, daß praktisch keine Energie von dem quer zu den Spalten verlaufenden Wellenleiter zur Ausstrahlung auf die Spalte übergeht, sofern nicht die innere Feldverteilung innerhalb des Metallische, rohrförmige AntenneThe antenna therefore consists of an elongated conductive cylinder. The cylinder is also the Antenna mast, also acts as a waveguide to feed the antenna and contains a series of columns which represent the radiating elements. A longitudinal fin is provided within the cylinder, which extends over approximately half the inner dimension of the pipe. If the antenna is cylindrical Has cross-section, this longitudinal fin lies in the radial direction of the cylinder. The location of the column on the The circumference of the cylinder is chosen so that practically no energy from the transverse to the columns Waveguide passes over to radiation on the column, unless the internal field distribution within the Metallic, tubular antenna

Anmelder:Applicant:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)Radio Corporation of America,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Mai 1953Claimed priority:
V. St. v. America May 13, 1953

George Bruce MacKimmie, Montreal, QuebecGeorge Bruce MacKimmie, Montreal, Quebec

(Kanada),
ist als Erfinder genannt worden(Canada),
has been named as the inventor

Zylinders absichtlich verzerrt wird. Die Spalte selbst werden parallel zur Zylinderachse in der Richtung einer Erzeugenden des Zylindermantels übereinander angebracht. Für die gleichphasige Ausstrahlung aus allen Spalten werden diese Spalte in einem von Mitte zu Mitte gemessenen Abstand angeordnet, der ein Vielfaches der halben Wellenlänge im Wellenleiter bei der Arbeitsfrequenz ist. Cylinder is intentionally distorted. The gaps themselves are parallel to the cylinder axis in the direction of a Generators of the cylinder jacket attached one above the other. For the in-phase broadcast from all Columns, these columns are arranged at a distance, measured from center to center, which is a multiple of the half the wavelength in the waveguide at the operating frequency.

Jeder Spalt wird mittels einer bestimmten Verzerrung der inneren Feld verteilung des Zylinders in der Nähe der Spaltmitte erregt. In der Ebene, bei welcher der Spalt erregt werden soll, sind leitende Elemente mit der Längsflosse verbunden, um die Verteilung des elektrischen Feldes innerhalb des Wellenleiters zu beeinflussen. Eines dieser leitenden Elemente verläuft von der Mittelachse des Zylinders, in der es mit der freien Kante der Flosse verbunden ist, bis zu einem Punkt auf dem Zylinderumfang. Ein weiteres leitendes Element verläuft in einer rechtwinklig zu der Flosse liegenden Ebene in der Richtung zum Mantel des Zylinders, den es jedoch nicht erreicht.Each gap is determined by a certain distortion of the internal field distribution of the cylinder in the vicinity the middle of the gap excited. In the plane at which the gap is to be excited are conductive elements with the Longitudinal fin connected to influence the distribution of the electric field within the waveguide. One of these conductive elements runs from the central axis of the cylinder, in which it connects with the free one Edge of the fin is connected to a point on the cylinder circumference. Another conductive element runs in a plane perpendicular to the fin in the direction of the jacket of the cylinder, the however, it does not achieve it.

Der Flossen-Wellenleiter, der die Energie in dem Antennenrohr bis zu den Spalten überträgt, kann durch eine Sonde, die von einer Koaxialleitung gespeist wird, erregt werden. Ferner kann man aber auch beispielsweise einen rechteckigen Wellenleiter zur Übertragung der Energie von einem Hochfrequenzgerät zu dem Flossen-Wellenleiter der Antenne benutzen.The fin waveguide, which transmits the energy in the antenna tube to the crevices, can pass through a probe fed by a coaxial line can be excited. But you can also, for example a rectangular waveguide for transferring the energy from a high frequency device to the Use the fin waveguide of the antenna.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antenne ;Fig. 1 is a side view of an antenna according to the invention;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Ebene 2-2 der Fig. 1 und gibt die Feldverteilung in diesem Querschnitt wieder;Fig. 2 shows a cross section along the plane 2-2 of Fig. 1 and gives the field distribution in this cross section again;

709 506/300709 506/300

3 43 4

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Ebene 3-3 in bestimmen sich nach dem gewünschten Kopplungsgrad Fig. 1 und zeigt die dort herrschende Verteilung des und nach Überlegungen bezüglich der Scheinwiderstandselektrischen Feldes; anpassung der gesamten Antenne. Die Abmessungen desFig. 3 is a cross-section along the plane 3-3 in determine the degree of coupling desired Fig. 1 and shows the prevailing there distribution of and after considerations with respect to the electrical impedance Field; adjustment of the entire antenna. The dimensions of the

Fig. 4 zeigt die in der Ebene 4-4 der Fig. 1 herrschende Streifens 27 und der Platte 29 können für alle Spalte Verteilung des elektrischen Feldes; 5 innerhalb einer Antenne identisch gewählt werden, jedochFIG. 4 shows the strip 27 prevailing in the plane 4-4 of FIG. 1 and the plate 29 can for all gaps Electric field distribution; 5 can be chosen to be identical within an antenna, however

Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch die Antenne längs hängt ihre Orientierung zur Erzeugung einer gleichder Ebene 5-5 in Fig. 1; phasigen Ausstrahlung an allen Spalten von dem AbstandFig. 5 shows the cross-section through the antenna longitudinally depending on its orientation to produce a like that Level 5-5 in Fig. 1; phased emission on all columns from the distance

Fig. 6a bzw. 6b stellen einen Schnitt durch die An- zweier aufeinanderfolgender Spalte ab. Wenn zwei auftenne an ihrem oberen Ende und eine perspektivische einanderfolgende Spalte 23 in der ganzen Antenne um Ansicht einer zur Erregung des Zylinders nach Fig. 1 io ein gerades Vielfaches der Halbwellenlänge in dem Flossengeeigneten Anordnung dar; Wellenleiter entfernt sind, so werden alle Streifen 27 und 6a and 6b show a section through the two consecutive gaps. When two open at its upper end and a perspective successive column 23 in the whole antenna View of an arrangement suitable for exciting the cylinder according to FIG. 1 io an even multiple of the half-wavelength in the fins; Waveguides are removed, so all strips 27 and

Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine andere zur Erregung Platten 29 gleich orientiert, also beispielsweise so, wie in des Zylinders nach Fig. 1 geeignete Anordnung, und Fig. 3 dargestellt. Wenn der Abstand von Mitte zu MitteFIG. 7 is a section through another plate 29 for excitation oriented in the same way, for example as in FIG of the cylinder according to FIG. 1 suitable arrangement, and FIG. 3 is shown. When the distance from center to center

Fig. 8 bis 11 sind Querschnitte durch andere Formen _{r rj} ein ungerades Vielfaches einer Halbwellenlänge in dem von Antennenrohren, die zur Ausübung der Erfindung 15 Wellenleiter ist, ist die Orientierung der Streifen 27 und benutzt werden können. Platten 29 bei zwei aufeinanderfolgenden Spalten ent-Figures 8 through 11 are cross-sections through other shapes _{r rj} an odd multiple of a half wavelength in which of antenna tubes, which for practicing the invention 15 is waveguide, the orientation of the strips 27 is and can be used. Plates 29 with two consecutive columns

Fig. 1 zeigt ein leitendes, d. h. metallisches Rohr 21, gegengesetzt, so daß gleich große und gleichphasige das als Wellenleiter zur Übertragung von Hochfrequenz- Strahlungen an allen Spalten auftreten, energie von dem Speisepunkt zu den strahlenden Elemen- In der Praxis können auch Fälle auftreten, in denenFig. 1 shows a conductive, i.e. H. metallic tube 21, opposed so that equally large and in-phase which occur as a waveguide for the transmission of high-frequency radiation at all gaps, energy from the feeding point to the radiating elements. In practice there may also be cases in which

ten dient. Normalerweise wird dieses Antennenrohr ver- 20 die verschiedenen Spalte mit bestimmter verschiedener tikal angeordnet, und die Hochfrequenzenergie wird dem Amplitude und/oder mit bestimmter verschiedener Phase Wellenleiter am Fußpunkt oder in der Nähe des Fuß- strahlen müssen. Diese Betriebsfälle lassen sich dadurch punktes zugeführt. Die strahlenden Elemente in Form realisieren, daß die einzelnen Streifen 27 und Platten 29 senkrecht liegender Spalte 23 (zur Erzeugung horizontal hinter jedem Spalt geeignet gewählt werden, und dapolarisierter Wellen) sind in der Rohrwand in der Nähe 25 durch, daß der Abstand zweier aufeinanderfolgender der Rohrspitze angebracht. Eine longitudinale Flosse 25 Spalte 23 mit den Streifen 27 und Platten 29 geeignet erstreckt sich über die ganze Höhe des Rohres 21 in der gewählt wird.ten serves. Normally this antenna tube is provided with certain different gaps in the various gaps tically arranged, and the high frequency energy is amplitude and / or with certain different phase Waveguides at the foot point or in the vicinity of the foot beam. These operating cases can thereby point fed. The radiating elements in shape realize that the individual strips 27 and plates 29 vertically lying column 23 (can be selected appropriately for generating horizontally behind each gap, and dapolarized Waves) are in the pipe wall in the vicinity 25 by that the distance between two successive attached to the pipe tip. A longitudinal fin 25 column 23 with the strips 27 and plates 29 is suitable extends over the entire height of the tube 21 in which is selected.

Richtung eines Radius des Zylinders. Diese Längsflosse 25 Fig. 4 zeigt ein Beispiel der umgekehrten OrientierungDirection of a radius of the cylinder. This longitudinal fin 25 Fig. 4 shows an example of the reverse orientation

ist elektrisch und mechanisch mit dem Zylinder 21 ver- im Vergleich zu Fig. 3 und dient dazu, eine gleichphasige bunden, wobei ihre freie Kante etwa in der Zylinderachse 30 Strahlung der Spalte zu erreichen, wenn diese einen Abliegt. Die Lage dieser Flosse 25 ist am besten in Fig. 2 stand gleich einem ungeraden Vielfachen der halben bis 5 zu erkennen. Wellenlänge besitzen.is electrically and mechanically connected to the cylinder 21 in comparison to FIG bound, with their free edge reaching approximately in the cylinder axis 30 radiation of the column when this is a distance. The position of this fin 25 is best in Fig. 2 was equal to an odd multiple of half to recognize 5. Own wavelength.

Fig. 2 stellt einen Querschnitt in der Ebene 2-2 der In Fig. 5, die einen Querschnitt längs der Ebene 5-5Fig. 2 shows a cross section on the plane 2-2 of Fig. 5 showing a cross section on the plane 5-5

Fig. 1 dar und zeigt die Form des Flossen-Wellenleiters 21, in Fig. 1 darstellt, ist eine Möglichkeit zur Einspeisung 25. Die Verteilung des elektrischen Feldes innerhalb des 35 von Hochfrequenzenergie in den Flossen-Wellenleiter 21, Wellenleiters ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Verteilung 25 dargestellt. Eine Koaxialleitung mit dem Innenin einem zylindrischen Flossen-Wellenleiter wird als die leiter 31 und dem Außenleiter 33 mündet in eine SondeFig. 1 shows the shape of the fin waveguide 21 shown in Fig. 1 is one way of feeding 25. The distribution of the electric field within the 35 of high frequency energy in the fin waveguide 21, Waveguide is shown in FIG. This distribution 25 is shown. A coaxial line with the inside a cylindrical fin waveguide is used as the conductor 31 and the outer conductor 33 opens into a probe

TE₁, _rWelle bezeichnet. Die stärkste Konzentration des f ⁵> welche auf demselben Durchmesser angebracht werden '2>* kann wie die Flosse 25. Der Innenleiter 31 der Koaxialelektrischen Feldes am Umfang des Zylinders ist an der 40 leitung ist an die Sonde 35 angeschlossen und der Außenstelle vorhanden, die der Flosse 25 gegenüberliegt. An leiter 33 an den Zylinder 21. Die Form und Länge der dieser Stelle ist kein Umfangsstrom vorhanden, und ein Sonde 35 und ihre Orientierung am Umfang des Zylin-Längsspalt im Zylinder 21 an dieser Stelle ist mit der ders 21 dienen zur Anpassung des Schemwiderstandes der TE₁. -Welle nicht gekoppelt. Koaxialleitung 31 33 an den Flossen-Wellenleiter 21, 25. ■s·¹ 45 In Fig. 6a und 6b ist em Schnitt durch bzw. eine In Fig. 3 und 4 sind Querschnitte längs der Ebenen 3-3 perspektivische Darstellung einer Einrichtung zur Er-TE ₁ , _r wave designated. The strongest concentration of the f ⁵ > which can be attached to the same diameter as the fin 25. The inner conductor 31 of the coaxial electric field on the circumference of the cylinder is connected to the 40 line is connected to the probe 35 and the external point, which the fin 25 is opposite. At head 33 to the cylinder 21. The shape and length of this point is no circumferential current, and a probe 35 and its orientation on the circumference of the cylinder longitudinal gap in the cylinder 21 at this point is used to adjust the Schem resistance of the 21 TE ₁ . -Shaft not coupled. Coaxial line 31 33 to the fin waveguide 21, 25. ■ s · ¹ 45 In FIGS. 6a and 6b is a section through and a. In FIGS -

und 4-4 dargestellt, lh Querschnitte durch zwei _reg_ung der TE₁, _rWelle in dem Flossen-Wellenleiter 21,254-4 and shown, lh cross-sections through two _re g _un g of the TE _1, _r wave in the waveguide fins 21,25

Schichten von Spalten 23, die um em ungerades Viel- k·¹ Layers of columns 23, which by em odd many- k · ¹

faches der Wellenleiter-Halbwellenlänge voneinander ent- für den Fall der Benutzung eines rechteckigen Wellen-times the waveguide half-wavelength of each other - in the case of using a rectangular wave-

fernt sind. In Fig. 3 sind in der horizontalen Ebene, 50 leiters 37 dargestellt. Die TE₁₀-WeIIe pflanzt sich in demare distant. In Fig. 3, 50 conductor 37 are shown in the horizontal plane. The TE ₁₀ wave is planted in that

welche die Mitte des Spaltes 23 enthält, zwei leitende rechteckigen Wellenleiter 37, dessen breite Wände parallelwhich contains the center of the gap 23, two conductive rectangular waveguides 37, the wide walls of which are parallel

Elemente, welche sich an die Flosse 25 anschließen, vor- zur Längsachse des zylindrischen Wellenleiters 21 ver-Elements which adjoin the fin 25 are connected in front of the longitudinal axis of the cylindrical waveguide 21

handen, um die Verteilung des elektrischen Feldes inner- laufen, fort. Die Energie wird durch eine rechteckigedeal with the distribution of the electric field within it. The energy is through a rectangular

halb des Zylinders zu beeinflussen und dadurch die in Öffnung in den Flossen-Wellenleiter 21, 25 hinein über-half of the cylinder and thereby the opening in the fin waveguide 21, 25 into

dem Flossen-Wellenleiter übertragene Hochfrequenz- 55 tragen, welche dicht an der Flosse 25 liegt,carry high frequency 55 transmitted to the fin waveguide, which is close to the fin 25,

energie dem Spalt zuzuführen. Das erste dieser leitenden Fig. 7 stellt eine andere Möglichkeit der Erregung derto supply energy to the gap. The first of these guiding Fig. 7 represents another way of exciting the

Elemente ist ein Streifen 27, welcher von der freien Kante _{T£ Wd]e in dem Flossen}._Weii_enleiter 21, 25 mittelsElements is a strip 27 which extends from the free edge _{T £ Wd] e in the fin} . _We ii _e nleiter 21, 25 by means of

der Flosse 25 zu einem Punkt an dem Zylinderumfang /s»¹ of the fin 25 to a point on the cylinder circumference / s » ¹

verläuft. Dieser Streifen 27 bewirkt eine Drehung des eines rechteckigen Wellenleiters 37' dar. Bei der Einelektrischen Feldes an dem Anschlußpunkt dieses 60 richtung nach Fig. 7 ist dieser Wellenleiter an eine Öffnung Streifens, und zwar um einen Betrag, der von dem Winkel in dem zylindrischen Wellenleiter 21, 25 angeschlossen, zwischen dem Streifen 27 und der Längsflosse 25 abhängt. wobei die Mitte der Öffnung, wie in Fig. 7 dargestellt, Das zweite dieser leitenden Elemente, das zur Ände- dem Anschlußpunkt der Flosse 25 an den Zylinder 21 rung der Feldverteilung dient, ist eine Platte 29, welche diametral gegenüberliegen kann, jedoch nicht muß. Bei von der Zylindermitte zu der Wand des Rohres 21 hin 65 dieser Anordnung verlaufen die breiten Wände des Wellenverläuft, und zwar in der umgekehrten Richtung wie der leiters 37' in transversal zur Längsachse des Zylinders 21 Streifen 27. Diese Platte 29 kann zweckmäßig recht- liegenden Ebenen, und die schmalen Wände verlaufen winklig zu der Längsflosse 25 angeordnet werden, obwohl parallel zu dieser Längsachse. In den rechteckigen Wellennatürlich auch andere Winkelstellungen benutzt werden leiter 37' tritt Energie in Form der TE₁₀-WeIIe ein, können. Diese etwaigen anderen zu verwendenden Winkel 7° ebenso wie in Fig. 6, jedoch ist der rechteckförmige Quer-runs. This strip 27 causes a rotation of a rectangular waveguide 37 '. In the case of the one-electric field at the connection point of this 60 direction according to FIG. 7, this waveguide is at an opening strip by an amount which depends on the angle in the cylindrical waveguide 21, 25 connected, between the strip 27 and the longitudinal fin 25 depends. the center of the opening, as shown in FIG. 7, the second of these conductive elements, which is used to change the connection point of the fin 25 to the cylinder 21 tion of the field distribution, is a plate 29, which can be diametrically opposed, but does not have to be . With this arrangement from the cylinder center to the wall of the tube 21, the broad walls of the shaft run in the opposite direction as the conductor 37 'in the transverse direction to the longitudinal axis of the cylinder 21 strips 27. This plate 29 can expediently be right-hand Planes, and the narrow walls are angled to the longitudinal fin 25, although parallel to this longitudinal axis. In the rectangular wave course, other angular positions are used conductor 37 'passes energy in the form of the TE ₁₀ -WeIIe a can. This possible other angle to be used 7 ° as in Fig. 6, but the rectangular transverse

schnitt des Wellenleiters 37' gegenüber Fig. 6 um 90° gedreht.Section of the waveguide 37 'rotated by 90 ° with respect to FIG. 6.

Bei den drei in Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Möglichkeiten kann die Speiseleitung am Umfang des Zylinders 21 an verschiedenen Punkten angeschlossen werden, um eine breitbandige Anpassung zu erreichen. Ferner kann man auch einen weiteren Streifen und eine weitere Platte zwischen dem untersten Spalt 23 und dem Speisepunkt des Wellenleiters 21 vorsehen, um die Eingangsadmittanz zu verbreitern.In the three possibilities shown in FIGS. 5, 6 and 7, the feed line can be on the circumference of the cylinder 21 can be connected at different points in order to achieve broadband matching. Furthermore, one can also another strip and another plate between the lowermost gap 23 and the feed point of the waveguide 21 to widen the input admittance.

Ein geeigneter Durchmesser für den Wellenleiterzylinder nach Fig. 1 bis 7 ergibt sich aus der GleichungA suitable diameter for the waveguide cylinder according to FIGS. 1 to 7 results from the equation

D = i⁶⁷ D = i ⁶⁷

U 'U '

in welcher f₀ die Frequenz in MHz in der Mitte des gewünschten Bandes und D der Durchmesser in Einheiten von 30,48 cm ist. Bei dieser Wahl des Zylinderdurchmesserswhere f _{0 is} the frequency in MHz at the center of the desired band and D is the diameter in units of 30.48 cm. With this choice of cylinder diameter

wie dem Leitwertanstieg des Streifens und der Platte entgegengesetzt ist und daher ein teilweiser Ausgleich stattfindet.as opposed to the conductance rise of the strip and the plate and therefore a partial compensation takes place.

Die Deckplatte des Wellenleiters 21, 25 oberhalb des 5 obersten Spaltes 23 und ferner der Abschluß unterhalb des Speisepunktes (also unterhalb der Sonde in Fig. 5 oder unterhalb des rechteckförmigen Wellenleiters in Fig. 6) ist um ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge von der Schlitzmitte bzw. der Mitte der ίο Speiseöffnung entfernt, so daß ein Admittanzwert wie bei einem offenen Wellenleiter entsteht. Wenn die Ankopplung nach Fig. 7 vorgenommen wird, ist das geschlossene Ende des Wellenleiters um eine gerade Anzahl von Viertelwellenlängen von der Mitte der Speisungsöffnung entfernt.The cover plate of the waveguide 21, 25 above the uppermost gap 23 and also the termination below of the feed point (i.e. below the probe in Fig. 5 or below the rectangular waveguide in Fig. 6) is an odd multiple of a quarter wavelength from the slot center or the center of the ίο Feed opening removed, so that an admittance value arises as with an open waveguide. When the coupling 7 is made, the closed end of the waveguide is an even number quarter wavelengths from the center of the feed port.

Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine andere Form des Wellenleiters, die gemäß weiterer Erfindung ebenfalls verwendbar ist. Der kreisförmige Wellenleiter 21 ist durch eine Trennwand 39 unterteilt, welche mit einem ergibt sich ein Verhältnis der Betriebsfrequenz zur Grenz- 20 ganzen Durchmesser des zylindrischen Wellenleiters 21 frequenz von etwa 1,30 und ein Verhältnis der Wellenlänge zusammenfällt. Von der Mitte dieser Trennwand verin Luft zu der Wellenlänge im Wellenleiter von etwa 0,63. laufen zwei Teiltrennwände 25' in Fig. 8 nach oben und Diese Größen ermöglichen einen Spaltabstand von etwa unten, so daß zwei Flossen-Halbkreiswellenleiter gebildet 0,8 der Wellenlänge im Raum für einen Abstand der werden. Die Spalte 23 sind in der Zylinderwand 21 in Spalte im Wellenleiter von einer halben Wellenlänge. 25 der Verlängerung der Teiltrennwände 25' angebracht. Wenn der Zylinderdurchmesser den oben angegebenen Diese Spalte werden durch leitende Streifen 27 und Wert hat, kann nur die dominierende Welle, d. h. dieFig. 8 shows in cross section another shape of the waveguide, which is also according to a further invention is usable. The circular waveguide 21 is divided by a partition wall 39, which with a The result is a ratio of the operating frequency to the limit total diameter of the cylindrical waveguide 21 frequency of about 1.30 and a ratio of the wavelength coincide. From the center of this partition verin Air to the wavelength in the waveguide of about 0.63. run two partial partition walls 25 'in Fig. 8 upwards and These sizes allow a gap distance of approximately below, so that two fin semicircular waveguides are formed 0.8 the wavelength in space for a distance of be. The gaps 23 are in the cylinder wall 21 in Gap in the waveguide of half a wavelength. 25 of the extension of the partitions 25 'attached. If the cylinder diameter is the above specified these gaps are covered by conductive strips 27 and Has value, only the dominant wave, i.e. H. the

TE₁, j-Welle, übertragen werden. Alle anderen Wellen,TE ₁ , j-wave, are transmitted. All other waves

die noch spurenhaft auftreten können, liegen unter der Grenzfrequenz des Wellenleiters.which can still appear in traces are below the cutoff frequency of the waveguide.

Die Länge jedes Spaltes 23 in Fig. 1, 3 und 4 wird so gewählt, daß der Spalt bei der Mittelfrequenz des Frequenzbandes in Resonanz ist. Die Breite der Spalte wirdThe length of each gap 23 in Figs. 1, 3 and 4 is chosen so that the gap is at the center frequency of the frequency band is in resonance. The width of the column will be

vorzugsweise verhältnismäßig groß gewählt. Es haben 35 ohne den Streifen 27 und die Platte 29 das radiale eleksich gute Betriebseigenschaften bei einem Verhältnis der trische Feld ein Maximum und der Umfangsstrom Null Spaltlänge zur Spaltbreite von etwa 6: 1 ergeben und
mit einer Gesamtlänge von etwa 0,44 der freien Raumwellenlänge. preferably chosen to be relatively large. Without the strip 27 and the plate 29, the radial, electrically good operating properties have resulted in a ratio of the tric field of a maximum and the circumferential current of zero gap length to gap width of approximately 6: 1
with a total length of about 0.44 of the free space wavelength.

Wenn der Spalt mittels eines Streifens 27 und einer 40 wurde.
Platte 29 an den Flossen-Wellenleiter 21, 25 angekoppelt Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform des mitWhen the gap was made by means of a strip 27 and a 40.
Plate 29 coupled to the fin waveguide 21, 25. FIG. 10 shows another embodiment of the with

ist, so nimmt der Spalt 23 einen Teil der in dem Wellen- Spalten versehenen Wellenleiters, bei der die Speisung leiter übertragenen Energie auf. Die Wirkung jedes ebenfalls in der erfindungsgemäßen Weise vor sich geht. Spaltes ist die eines Nebenschlusses, d. h., jeder Spalt Der runde Wellenleiter in Fig. 10 ist durch eine längs bildet eine zu dem Wellenleiter in der Spaltmitte parallel 43 eines ganzen Durchmessers verlaufende Trennwand 39 in geschaltete Admittanz. Diese Admittanz zeigt die zwei Wellenleiter von halbkreisförmigem Querschnitt auftypischen Eigenschaften eines Serienresonanzkreises, und geteilt. Die in der Zylinderwand angebrachten Spalte die Größe der Admittanz läßt sich durch Änderung der liegen an Punkten maximalen elektrischen Feldes, an gegenseitigen Lage des Streifens 27 und der Platte 29 denen der Umfangsstrom normalerweise Null ist. Die beeinflussen. Die Spaltadmittanz wird zu Null (solange 50 Streifen 27' verlaufen von einem in der Nähe der Mitte der Spalt diametral dem Anschlußpunkt der Flosse 25 der Trennwand 39 liegenden Punkt zu einem Punkt anis, then the gap 23 takes a part of the waveguide provided in the wave-splitting, in which the feed conductor transmitted energy on. The effect of each also goes on in the manner according to the invention. Gap is that of a shunt, i.e. i.e., each gap. The circular waveguide in Fig. 10 is longitudinal through one forms a partition wall 39 in FIG. 1 running parallel 43 of an entire diameter to the waveguide in the middle of the gap switched admittance. This admittance shows the two waveguides of semicircular cross-section in a typical manner Characteristics of a series resonance circuit, and divided. The gaps made in the cylinder wall the size of the admittance can be determined by changing the maximum electric field at points mutual position of the strip 27 and the plate 29 where the circumferential current is normally zero. the influence. The gap admittance becomes zero (as long as 50 stripes 27 'extend from one near the center the gap diametrically the connection point of the fin 25 of the partition 39 lying point to a point

der Innenwand des Kreisrohres 21. Die Platten 29' beginnen an der Trennwand 39 an einem von der Innenwand des Zylinders 21 jeweils entfernten Punkt. Die Streifen und Platten in Fig. 10 bewirken eine Änderung der Feldverteilung innerhalb der halbkreisförmigen Wellenleiterthe inner wall of the circular tube 21. The plates 29 'begin on the partition wall 39 on one of the inner wall of the cylinder 21 respectively distant point. The Stripes and plates in FIG. 10 cause a change in the field distribution within the semicircular waveguides

Platten 29 erregt, und zwar in derselben Weise, wie es an Hand der Fig. 3 für den kreisförmigen Wellenleiterquerschnitt dargestellt ist.Plates 29 excited, in the same way as it is with reference to Fig. 3 for the circular waveguide cross-section is shown.

Fig. 9 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen dreieckigen Wellenleiter 21' mit einer über einen Teil der Dreieckshöhe verlaufenden Flosse 25, die über die ganze Wellenleiterlänge vorhanden ist. Der Spalt 23 an der Dreiecksspitze liegt also an einer solchen Stelle, an welcherFig. 9 shows the application of the invention to a triangular waveguide 21 'with an over part of the Triangular height extending fin 25, which is present over the entire length of the waveguide. The gap 23 at the The tip of the triangle is at such a point, at which

ist. Das Feld am Spalt 23 wird durch den Streifen 27 und die Platte 29 in derselben Weise gedreht, wie es für den runden Flossen-Wellenleiter 21, 25 oben erläutertis. The field at gap 23 is rotated by strip 27 and plate 29 in the same way as it is for the round fin waveguide 21, 25 explained above

gegenüberliegt), wenn kein Streifen und keine Platte das Feld in der Nähe des Spaltes beeinflussen. Der Spalt hat dann keinen Einfluß auf die Energiefortpflanzung in dem Wellenleiter, und es findet keine Ausstrahlung statt.opposite) if no stripe or plate affects the field near the gap. The gap has then no influence on the energy propagation in the waveguide, and no emission takes place.

Außer der Beeinflussung der Kopplung zwischen dem Spalt 23 und dem Wellenleiter21,25 stellen der Streifen 27 und die Platte 29 eine Belastung für die Wellenleiterenergie dar. Der Streifen 27 verhält sich also wie ein parallel geschalteter induktiver Blindwiderstand und die Platte 29 wie ein parallel liegender kapazitiver Blindwiderstand. Beide zusammen werden so eingestellt, daß, sofern kein Spalt vorhanden wäre, sie bei der Rechnungs-In addition to influencing the coupling between the gap 23 and the waveguide 21, 25, the strips 27 and the plate 29 is a load on the waveguide energy. The strip 27 thus behaves like a inductive reactance connected in parallel and the plate 29 like a capacitive reactance lying in parallel. Both are set together in such a way that, if there is no gap, they are

in ähnlicher Weise, wie an Hand der Fig. 1 und 3 erläutert, so daß an die Spalte 23 in der Zylinderwand Energie übergeht.in a manner similar to that explained with reference to FIGS. 1 and 3, so that energy is applied to the column 23 in the cylinder wall transforms.

Fig. 11 zeigt einen dreieckigen Wellenleiter 21' mit einem Spalt 23 an der Dreiecksspitze. Ein Streifen 27' und eine Platte 29' sind an der dem Spalt 23 gegenüberliegenden Dreiecksseite angebracht, um die Feldverteilung zu ändern, und die Wirkungsweise des Streifens und derFig. 11 shows a triangular waveguide 21 'with a gap 23 at the tip of the triangle. A strip 27 ' and a plate 29 'are attached to the side of the triangle opposite the gap 23 in order to distribute the field to change, and the mode of action of the strip and the

frequenz annähernd in Antiresonanz sein würden. Wennfrequency would be approximately in anti-resonance. if

also ein in Resonanz befindlicher Spalt in der Höhe des 65 Platte entspricht der Wirkungsweise der entsprechendenSo a gap in resonance at the height of the 65 plate corresponds to the mode of operation of the corresponding one

Streifens und der Platte angebracht wird, so wird ein Elemente in Fig. 10.Strip and the plate is attached, an element in Fig. 10.

reiner Leitwert parallel zum Wellenleiter geschaltet. Bei Eine erfindungsgemäße Antenne für die Fernsehüber-pure conductance connected in parallel to the waveguide. When an antenna according to the invention for television broadcasting

der beschriebenen Anordnung wird ein sehr breitbandiger tragung von sehr hohen Frequenzen kann beispielsweisethe arrangement described is a very broadband transmission of very high frequencies, for example

Abschluß erzielt, da der Leitwertabfall der infolge der folgende Abmessungen besitzen. Der Zylinder 21 kannCompletion achieved because the conductance drop as a result of the following dimensions. The cylinder 21 can

Spalte auftretenden Admittanz entgegengesetzt verläuft 70 für den Betrieb im sogenannten Fernsehkanal Nr. 4Column occurring admittance opposite runs 70 for the operation in the so-called television channel No. 4

(66 bis 72 MHz) einen äußeren Durchmesser von 206 cm erhalten und besteht aus Flußeisen von 6 mm Dicke, d. h., der Zylinder erhält einen Innendurchmesser von etwa 205 cm. Die Gesamtlänge der Antenne von der Basis bis zur Mastspitze beträgt etwa 22,8 m. Die Spalte 23 haben eine Länge von 192 cm und eine Breite von 33 cm, und der Spaltabstand von Mitte zu Mitte beträgt 335 cm. Die Mitte des obersten Spaltes ist 167 cm von der Deckfläche des Zylinders 21 entfernt. Die Flosse 25 besteht aus Flußeisen von 4,8 mm Dicke und einer Breite von 203 cm und ist über ihre ganze Länge mit der Innenseite des Zylinders 21 punktgeschweißt. Die erwähnten Streifen und Platten bestehen ebenfalls aus Flußeisen von 4,8 mm Dicke und sind 25,4 cm hoch und liegen in der Mitte jedes Spaltes 23. Der Streifen 27 verläuft unter einem Winkel von 71° zur Flosse 25, während die Platte 29 einen Winkel von 90° mit dieser Flosse bildet und eine Abmessung in der Richtung zur Zylinderwand von 39 cm besitzt. Die Koaxialleitung 31, 33 besitzt einen Außendurchmesser von 4 cm, einen Wellenwiderstand von 51,5 Ohm, und die Sonde 35 hat eine Gesamtlänge von 82 cm und verläuft von der Innenwand des Zylinders 21 in der Richtung zur Flosse 25.(66 to 72 MHz) has an outer diameter of 206 cm and consists of fluoro iron 6 mm thick, d. that is, the cylinder is given an inside diameter of about 205 cm. The total length of the antenna from the The base to the top of the mast is about 22.8 m. The gaps 23 have a length of 192 cm and a width of 33 cm, and the gap from center to center is 335 cm. The middle of the top gap is 167 cm away from the top surface of the cylinder 21. The fin 25 is made of fluoro iron 4.8 mm thick and one Width of 203 cm and is spot-welded to the inside of the cylinder 21 over its entire length. the The above-mentioned strips and plates are also made of fluoro iron 4.8 mm thick and 25.4 cm high and lie in the middle of each gap 23. The strip 27 extends at an angle of 71 ° to the fin 25, while the plate 29 forms an angle of 90 ° with this fin and a dimension in the direction of the cylinder wall of 39 cm. The coaxial line 31, 33 has an outer diameter of 4 cm and a wave resistance of 51.5 ohms, and the probe 35 has a total length of 82 cm and extends from the inner wall of the cylinder 21 in the direction of the fin 25.

Die erfindungsgemäßen Antennen haben gewisse praktische Vorteile. Da die Antenne selbsttragend ist, braucht kein besonderer Antennenmast aufgestellt zu werden. Wenn die Antenne sehr hoch gemacht wird, kann sie auch an einem beliebigen Punkt unterhalb der untersten Lage von Spalten gespeist werden. In einer erfindungsgemäßen Antenne besteht ferner nicht die Gefahr, daß elektrische Schwierigkeiten nach der Aufstellung der Antenne auftreten, da nämlich keine Reibungskontakte vorhanden sind, die -Antenne femer kein Isoliermaterial enthält und in der ganzen Antenne keine verschiedenen Metalle vorkommen, so daß keine Expansionsdifferenzen und keine Korrosionserscheinungen zu befürchten sind. Ferner ist keine Engleisungsanlage nötig. Der Wirkungsgrad "des Wellenleiters ist höher als der Wirkungsgrad selbst der größten kommerziellen koaxialen Leitungen oder Wellenleitern mit zwei Drähten. Der Wellenleiter und die Spaltstrahler können eine sehr hohe Leistung übertragen.The antennas of the invention have certain practical advantages. Since the antenna is self-supporting, needs no special antenna mast to be erected. If the antenna is made very high, it can can also be fed at any point below the lowest layer of columns. In an inventive Furthermore, there is no risk of electrical difficulties after the installation of the antenna Antenna occur, namely, since there are no frictional contacts, the antenna furthermore no insulating material contains and in the whole antenna no different metals occur, so that no expansion differences and no signs of corrosion are to be feared. Furthermore, no track system is necessary. The efficiency "The waveguide is more efficient than even the largest commercial coaxial lines or two-wire waveguides. The waveguide and the slit radiator can have a very high output transfer.

Claims

Patent claims:

1. Metallic, tubular antenna with at least one arranged in the longitudinal direction of the tube Gap in the pipe wall, characterized in that one side penetrates the gap (23) The plane of symmetry of the pipe cross-section in the middle of the gap is a conductive flat one, transverse to the longitudinal direction of the gap running strips (27, 27 ') of smaller width than the gap dimension lying in the longitudinal direction of the pipe is present that the plane of this strip runs parallel to the longitudinal direction of the pipe that the two ends of this strip are connected in two places to the pipe wall and that on the on the other side of the plane of symmetry a conductive plate (29, 29 ') of the same width as the strip is present in the middle of the gap that the plane of this plate is also in the longitudinal direction of the pipe, the Plate also runs transversely to the longitudinal direction of the gap and that this plate only at one end with the Pipe wall is connected and its plane is angled against the plane of the strip.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the plate is short against the strip.

3. Antenna according to claim 1 or 2 with one extending within the tube in the longitudinal direction The fin lying on the pipe, one edge of which is attached to the pipe wall, characterized in that that one edge of the strip and one edge of the plate attached to a fin (25) are.

4. Antenna according to claim 3, characterized in that the gap in the from the point of attachment the fin is at the furthest point on the wall.

5. The antenna of claim 3 or 4, wherein the antenna has a circular cross-section and the fin extends to the central axis of the antenna tube, characterized in that the strip lies between a point on the pipe wall and the free edge of the fin and that the plate also is attached to this free fin edge and runs towards a point on the pipe wall on the the other side of the gap is like the fastening point of the strip on the pipe wall.

6. Antenna according to claim 5, characterized in that the plate is substantially in the middle of the circular antenna tube.

7. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna tube is triangular Has cross section that a fin is arranged in the longitudinal direction within the antenna tube is that the one fin edge is attached in the middle of one side of the triangle, that the gap on the opposite triangle corner lies that the strip between a point of the fin and a Point of the triangle side and that the plate is connected to the fin and to the opposite Triangle side begins (Fig. 9).

8. antenna, characterized in that it is divided into two by means of a diametrically arranged partition Cross-sectional parts is separated so that this partition forms a common wall of both cross-sectional parts and that each part is provided with a gap, a fin, a conductive strip and a conductive plate is equipped according to claim 1 to 4 (Fig. 8 and 10).

9. Antenna according to claim 8, characterized in that the fins in question on opposite one another Sides of the partition.

10. Antenna according to claim 8 or 9, characterized in that the conductive strip in each cross-sectional part with its one edge attached to the partition and that the strips on both sides of the fins in question are arranged.

11. Antenna, characterized in that the antenna cross-section by means of a diametrically extending Partition, which is diametrically opposed to the mentioned common partition of the two semicircular cross-sections is divided into two further parts and that each part with a gap, a conductive one Strip and a conductive plate according to claim 1 or 2 is equipped.

12. Antenna according to claim 11, characterized in that the conductive strip in each cross-sectional part one edge is attached to the partition wall that the other edge with a point is connected, which is approximately diametrically opposite on the pipe wall, and that one edge of the conductive plate in each cross-sectional part is connected only to the partition.

13. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of columns is arranged distributed in their longitudinal direction and a conductive strip for each gap and a conductive plate is provided.

14. Antenna according to claim 13, characterized in that the successive column one Distance from center to center equals a straight line

Have multiples of a half wavelength in the direction of the antenna tube and that the conductive Strips are all arranged in the same way to the columns.

15. Antenna according to claim 13, characterized in that successive columns from the center to the center measured a distance equal to an odd multiple of half a wavelength in the Direction of the antenna tube have that alternating strip on one side of the column and that the remaining alternating conductive strips are located on the other side of the column are.

16. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna tube has a triangular shape Cross-section has that the conductive strip (27 in Fig. 11) between adjacent

Triangle sides in the vicinity of a triangle corner is that the gap (23) in one of the other triangle corners and that the plate (29 ') is located in the vicinity of the third corner of the triangle and starting from one side of the triangle runs only up to a point away from the adjacent side of the triangle.

17. Antenna according to one of the preceding claims, characterized by a probe for coupling transverse electrical energy, this probe at one in the longitudinal direction of the Antenna tube is arranged from the gap distant point in the tube wall, but on the same Generating the cylinder on which the gap rests.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,573,461, 2,628,311.

1 sheet of drawings