DE518622C - Mehrfachantenne - Google Patents

Description

Prof. Mesny hat mäandrische Antennen aus durchlaufendem Draht mit in gleicher Ebene liegenden senkrechten und waagerechten Litzen vorgeschlagen (siehe die Veröffentlichung von Prof. Mesny in »Onde Electrique« vom Mai 27 § 4, S. 189 u. ff., und bes. Abb. 6). Diese mäandrischen Antennen strahlen die Energie senkrecht zur Antennenebene aus.

Es ist aber auch möglich — und diese Erkenntnis ist neu — mit mäandrischen Antennen die Energie in der Antennenebene selbst oder in einer gegen sie unter einem Winkel α geneigten Ebene auszustrahlen, wenn folgende geometrische Beziehung erfüllt ist:

h + χ _+ χ · cos α = (zn + I) · —.

Darin bedeutet, wenn die zur Längsrichtung der Antenne senkrechten Litzen als senkrechte Litzen und die parallel zur Antennenlängsrichtung liegenden Litzen als waagerechte Litzen bezeichnet werden:

h die Höhe der senkrechten Litzen,

χ ihr Abstand voneinander,

α der Neigungswinkel der Ausstrahlungsrichtung gegen die Antennenebene,

λ die Wellenlänge,

η irgendeine ganze Zahl, die gleich Null sein kann.

Für « = 0 und η = ο ergeben sich ohne weiteres interessante Sonderfälle:

, λ λ

ι. Ä = _T χ = _τ;

2.A= — χ = beliebig.

Man sieht, daß eine für den Fall 1 eingerichtete Antenne mit einer Wellenlänge von 4 h auch für den Fall 2 für eine Wellenlänge von 2 h verwendet werden kann. Im zweiten Falle kann der Abstand χ der senkrechten Litzen beliebig sein.

Tatsächlich wird man vorzugsweise χ — h = —

wählen.

Dieselbe Antenne, die eine in ihrer Ebene liegende Maximalausstrahlung für eine Wellenlänge λ == 2 A gibt, hat nach den Ausführungen von Prof. Mesny eine zu ihrer Ebene senkrechte Maximalausstrahlung für eine Wellenlänge λ = 4 h. Für jeden W^Tert der Wellenlänge zwischen 2 h und 4 h kann man annehmen, daß die Maximalausstrahlung unter einem Winkel α

zwischen 0 ° — liegt.

Natürlich gilt alles in gleicher Weise für die Sendung wie für den Empfang.

Die Erfindung betrifft nun Antennen, die aus mehreren aufeinander einwirkenden, nach der

vorgenannten Gleichung aufgebauten Einzelmäanderantennen bestehen. Diese Einzelantennen können in der Längsrichtung gegeneinander verschoben oder unverschoben sein, in gleicher Ebene oder in parallelen oder sich schneidenden Ebenen liegen und mit gleichphasigen oder phasenverschobenen Strömen gespeist werden. Je nach Wahl dieser Veränderlichen können dann ganz bestimmte Wirkungen erzielt werden.

Im Sonderfall kann man zwei parallele Mäanderantennen anordnen, die in richtig bemessenem Abstand zueinander liegen und auf die gleiche Weise gespeist werden. Diese An-Ordnung würde der einer senkrecht zur Wellenrichtung liegenden und mit einem parallelen Reflektor verbundenen Richtantenne entsprechen.

Man kann auch gemäß der Erfindung nach der ao Grundformel aufgebaute mäandrische Richtantennen mit mehr oder weniger großen, senkrecht zu ihrer Ebene ausstrahlenden Mäanderantennen verbinden. Auf diese Weise ist praktisch die Mehrzahl der Richtantennen auszuführen, die in dem französischen Zusatzpatent Nr. 28 333 vom 13. 6. 23 zu dem Hauptpatent des Erfinders Nr. 576 224 vom 5. 6. 23, betitelt »Perfectionnements dans la reception et !'emission dirigees en telegraphic sans fil«, erwähnt sind.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar in

Abb. ι bis 3, 7 und 8 Einzelantennen, die der genannten geometrischen Beziehung genügen, und in .

Abb. 4 bis 6 und 9 Mehrfachantennen nach der Erfindung.

Abb. 10 zeigt eine Sonderausführung. In Abb. ι ist eine dem 1. Sonderfall

I ⁴.

entsprechende Antennenausführung dargestellt, bei der die Maximalausstrahlung in der Antennenebene liegt. Die Pfeile zeigen die Richtung des Stromes in einem gegebenen Zeitpunkt an.

Abb. 2 zeigt die gleiche Antennenausführung mit hauptsächlich in der Antennenebene liegender Ausstrahlung, die aber nur für eine halb so große Wellenlänge eingerichtet ist. Für sie genügen die Werte

cc = ο, η = ο Α = —, χ = —

2 4

der Hauptgleichung. Die Pfeile veranschaulichen die Stromrichtung in einem gegebenen Zeitpunkt.

In Abb. 3 ist eine andere Antenne mit in der Antennenebene liegender Maximalausstrahlung dargestellt. Für sie ist:

« = ο, η = ο

χ = h =

Zur Abschwächung der Auswirkungen der nicht gleichmäßigen elektrischen Konstanten des Antennendrahtes können alle Ecken, so wie es Prof. M e s η y beschrieben hat (»Onde Electrique«, Mai 1927, Seite 191), weitgehend abgerundet werden.

Es ist nach den obigen Ausführungen leicht ersichtlich, daß die in Abb. 3 dargestellte Anordnung mit einer zweimal größeren Wellenlänge λ = 4 h eine zur Antennenebene senkrecht gerichtete Maximalausstrahlung gibt. Dieser Fall entspricht der von Prof. Mesny vorgeschlagenen Betriebsweise. Durch Anordnung zweier ähnlicher, in zwei senkrechten Ebenen liegenden Ausführungsarten kann man also mit 2 Wellenlängen λ = 2 h und λ = 4 h in hauptsächlich in den Antennenebenen oder senkrecht zu ihnen liegenden Richtungen ausstrahlen. Zur Erreichung des gleichen Zweckes müßte man 4 Antennen mit Querausstrahlüng versehen. So

Abb. 4 und Abb. 5 zeigen Zusammenstellungen von je zwei nach Abb. 3 ausgeführten, in derselben Ebene untereinanderliegenden Antennen. Es ist leicht einzusehen, daß die Ausstrahlung zweier Litzen 1 und 2 in einer senkrecht zu diesen Litzen in der Antennenebene liegenden Richtung aufgehoben wird. Diebeiden Antennen könnten an den Stellen 'gespeist werden, wo sie den beiden Polen einer gleichen Hochfrequenzquelle am nächsten liegen.

Abb. 6 zeigt die Zusammenstellung von 2 nach Abb. 5 ausgeführten Teilantennen, die im Abstand einer halben Wellenlänge in parallelen Ebenen zueinanderliegen. Die eine Teilantenne ist stark, die andere schwach ausgezogen. Die Ausstrahlung" zweier Litzen 1 und 3 in einer zu ihnen und zu den Antennenebenen senkrechten Richtung wird aufgehoben, da die Ströme gleiche Richtung haben und um eine halbe Wellenlänge verschoben sind.

Um eine hauptsächlich in einer einzigen Richtung liegende Ausstrahlung zu bewirken, kann man jedes dieser beschriebenen erfindungsgemäßen Antennensysteme mit einem ähnlichen System kombinieren, das — z. B. um den vierten Teil einer Wellenlänge verschoben -— im umgebenden Räume angeordnet ist und entweder

von um — phasenverschobenen Strömen gespeist oder nicht gespeist wird. Es spielt in diesem letzteren Fall dann die Rolle eines Reflektors.

Abb. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die von gleichgerichteten Strömen durchfiossenen Litzen 1, 2, 3 durch senkrechte Litzen 4 und 5 getrennt sind, deren Ausstrahlung in der Antennenhauptrichtung d aufgehoben wird.

In Abb. 8 ist eine auf demselben Gedankengang beruhende andere Ausführungsform dargestellt, bei der zwischen Litzen 1, 2, 3 mit gleichgerichteten Strömen Spulen 4 und 5 lie-

gen, von denen jede eine halbe Wellenlänge absorbiert und praktisch keine Ausstrahlung hat. Dieses Verfahren gestattet, ein Marconisches mit Abständen = — j mit Querausstrahlung durch wechselweise obere und untere Verbindung der Antennen in eine erfindungsgemäße Ausführungsform zu verwandeln.

ίο Mit zwischengeschalteten Drosselspulen kann man auch eine Doppelmäanderantenne ausführen, wie sie Abb. 9 zeigt. Diese Doppelantenne würde wie die in Abb. 4 dargestellte von einer gemeinsamen Quelle aus gespeist werden. Die Speisung des Mittelleiters bei der Ausführung nach Abb. 9 hat den allgemeinen Vorteil, daß bei zwei Spulen vier ausstrahlende senkrechte Halblängen vorhanden sind an Stelle von nur drei bei der Ausführung nach Abb. 8.

eo Diese Speisung bei der Mitte des strahlenden Leiters könnte auch vorteilhaft bei gewöhnlichen gerichteten Marconiantennen benutzt werden. Die Drosselspulen könnten durch gleichwertige Marconivorrichtungen ersetzt werden.

Bringt man in den waagerechten Litzen der Abb. 3, 4 und 5 Drosselspulen von geeigneter Größe unter, so kann die Antennenhöhe bei Aufrechterhaltung des Abstandes von χ = —kleiner

als — sein.

Abb. 10 zeigt eine abgeänderte Ausführung,· bei der die Antenne die Form eines viereckigen Rahmens hat, dessen Seiten eine halbe Wellenlänge lang sind. In diesem Zusammenhang erinnert man sich an das dem Erfinder gehörende Patent Nr. 495 915 vom 3. 11.1916 (Zusatzpatent Nr. 22 262), betitelt: »Dispositifs de reception supprimant les antennes usuelles dans les postes de telegraphie ou de telephonie sans fil«. Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Antennen können nicht nur für stehende Wellen, sondern auch für fortschreitende Wellen verwendet werden. Für den letzteren Fall müssen die Antennennetze entweder sehr groß oder an den äußeren Enden ohne Änderung des Wellenwiderstandes geschlossen sein.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mehrfachantenne, bestehend aus meh- · reren nach der Gleichung

h + χ +_ χ - cos α = (2 η -f- 1) · —

aufgebauten Einzelmäanderantennen mit abwechselnd aufeinanderfolgenden zur Antennenlängsrichtung senkrechten und parallelen Litzen, wobei h die Höhe und χ der gegenseitige Abstand der senkrechten Litzen, α der Neigungswinkel der Hauptausstrahlrichtung gegen die Litzenebene, λ die Wellenlänge und η eine ganze Zahl ist, die gleich Null sein kann.

2. Antenne nach Anspruch 1, bestehend aus zwei in derselben Ebene untereinanderliegenden, um den Litzenabstand in der Längsrichtung gegeneinander verschobenen Mäanderantennen.

3. Antenne nach Anspruch 1, bestehend aus zwei unverschoben untereinander in derselben Ebene liegenden Mäanderantennen.

4. Antenne nach Anspruch 1, bestehend aus zwei in parallelen Ebenen mit dem Ab-

stand —- liegenden Antennen nach Anspruch;

5. Antenne nach Anspruch 1 mit Drosselspulen in den senkrechten Litzen der Einzelmäanderantennen.

6. Antenne mit aus der Antennenhauptebene herausragenden Teilen der senkrechten Litzen, bei der die aus der Antennenhauptebene herausragenden wirksamen Litzenteile einer zur Antennenhauptebene parallelen Ebene angehören.

7. Mäanderantenne mit Längslitzen im

Abstand — und je zwei darin angeordneten Drosselspulen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei