DE861878C - Vertikalantenne, insbesondere fuer Peilsysteme nach dem Adcock-Prinzip - Google Patents

Description

• Vertikalantenne, insbesondere für Peilsysteme nach dem Adcock-Prinzip Bei Vertikalantennen, deren Höhe größer als die halbe Länge der Sende- oder Empfangswelle ist, treten in der Vertikalcharakteristik der Strahlung bzw. des Empfangs außer der in Richtung der Antennenachse liegenden noch weitere Nullstellen auf, deren Anzahl und Erhebungswinkel vom Verhältnis der Wellenlänge zur Antennenhöhe abhängt. Empfangsantennen dieser Art sind daher für Strahlungen, die unter einem bestimmten Erhebungswinkel schräg einfallen und etwa bei der Raumwellenpeilung oder bei der Peilung von Flugzeugen ausgenutzt werden sollen, unempfindlich.
• Die frequenzabhängigen Nullstellen lassen sich aber nicht ohne weiteres durch geeignete Bemessung der Antennenhöhe vermeiden, sobald die Antennenhöhe nach anderen Gesichtspunkten gewählt werden muß. Diese Verhältnisse sollen an einer Adcock-Antenne näher erläutert werden, die aus zwei gegengeschalteten Vertikalantennen A1 und A2 (vgl. den Grundriß in Abb. i a) besteht, welche im Abstand D voneinander aufgestellt sind. Die beiden Antennen werden durch einen unter dem Azimutwinkel a einfallenden Peilstrahl .P amplitudengleich, jedoch um den Winkel sin a (2, # Betriebswelle) phasenverschoben erregt, und die vektorielle Gegenschaltung ihrer Empfangsspannungen Ei und EZ ergibt als Amplitude der resultierenden Peilspannung (vgl. Abb. i b) Um eine hinreichende Peilschärfe zu erhalten, muß ER möglichst groß gemacht werden. Dabei ist zu beachten, daß das Verhältnis zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten in der Anzeige bei Verwendung des Adcock-Systems in Verbindung mit einem Goniometer auch mit Rücksicht auf Winkelfehler nicht beliebig groß - gemacht werden darf. Soll das Adcock-System daher innerhalb eines größeren Wellenbereiches angewendet werden, dann wird der größte zu- , lässige Antennenabstand durch die kürzeste Welle festgelegt, die noch gepeilt werden soll. Da nun die Phasenverschiebung T der Empfangsspannungen der Einzelantennen bei längeren Wellen geringer wird, kann die erforderliche Größe der Peilspannung am langwelligen Ende des Peilbereiches nur bei großen Empfangsspannungen E der Einzelantennen, d. h. bei Verwendung von hohen Vertikalantennen, erzielt werden. Für die kürzeren Wellen ist dann zwar die Empfindlichkeit des Systems an sich günstiger, weil die Phasenverschiebung zwischen den Empfangsspannungen der Einzelantennen zunimmt, doch wird für diese Wellen die Höhe der Vertikalantennen größer als und es treten die bereits erwähnten frequenzabhängigen Nullstellen in der Vertikalcharakteristik auf. In Abb.2 sind beispielsweise die Vertikalcharakteristiken für A, = 41 und (l = Antennenhöhe) dargestellt. Man erkennt, daß bereits für unter einem geringeren Erhebungswinkel eine Nullstelle auftritt. Bei weiterer Verminderung der Wellenlänge treten noch weitere frequenzabhängige Nullstellen in der Vertikalcharakteristik hinzu.
• Um eine Antenne in mehreren verschiedenen Frequenzen erregen zu können, ist es bereits bekannt, den Antennenleiter in zwei oder mehr Abschnitte zu unterteilen, die entweder mit Hilfe von Schaltern verbunden bzw. getrennt werden können oder aber durch Zweipole in Form von abgestimmten Schwingungskreisen elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Zweipole haben eine solche Frequenzabhängigkeit des Widerstandes, daß sie für eine bestimmte Frequenz eine Kurzschlußresonanz und für eine andere eine Sperresonanz bilden, so daß einmal die beiden übereinanderliegenden Antennenabschnitte miteinander verbunden und das andere Mal voneinander getrennt sind. Mit diesen bekannten Maßnahmen wird jedoch nur bezweckt, die Ausstrahlungsverhältnisse für bestimmte Frequenzen möglichst günstig zu gestalten. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird hingegen auf diese Weise nicht ohne weiteres gelöst. Hierzu ist es vielmehr erforderlich, gemäß der Erfindung die Zweipole mit einem monoton mit der Frequenz ansteigenden Scheinwiderstand auszuführen und so auszugestalten und zu bemessen, daß durch sie eine Amplituden- und phasenmäßige Zusammensetzung der Teilströme in den einzelnen Antennenabschnitten zustande kommt, bei der frequenzabhängige Nullstellen in der Vertikalcharakteristik innerhalb des ganzen verarbeiteten Wellenbereiches nicht auftreten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt. Zwischen die beiden Antennenabschnitte az und a2 ist eine durch einen Parallelwiderstand W gedämpfte Induktivität L eingeschaltet. Die Induktivität L wird so bemessen, daß sie im Empfangsbereich kurzer Wellen einen sehr hohen Widerstand aufweist und den oberen Antennenabschnitt praktisch abtrennt. Für die längeren Wellen, die etwa im Verhältnis to : z zu der kürzesten Welle liegen können, vermindert sich dagegen der Widerstand der Induktivität derart, daß der gesamte Antennenleiter wirksam am Empfang beteiligt ist.
• Zur genaueren Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 3 sind in den Abb.= 4b schematische Ersatzschaltungen für die vertikale Antenne dargestellt. Die einzelnen Abschnitte der Antenne sind für den Bereich kürzerer Wellen durch zwei Generatoren Ei und E2 versinnbildlicht, zwischen denen ein phasendrehender Zweipol Z, z. B. die Parallelschaltung einer Induktivität und eines Ohmsehen Widerstandes, liegt. Die Innenwiderstände der Antennen sind dabei in die Generatoren hinein verlegt zu denken. Die beiden Ströme der Ersatzgeneratoren setzen sich dann phasenverschoben zusammen und heben sich bei richtiger Bemessung des Zweipols im gesamten Wellenbereich niemals auf. Für den Fall des Empfängers längerer Wellen gilt dagegen das in Abb.4 dargestellte Ersatzschaltbild, bei dem beide Antennenabschnitte etwa wie eine durchlaufende Einzelantenne wirken und durch einen einzigen Generator E ersetzt werden können.
• Um einen möglichst konstanten Fußpunkt-widerstand der Einzelantennen zu erhalten, ist bereits vorgeschlagen worden, bei Adcock-Systemen Reusen zu benutzen. Auch in diesem Fall läßt sich der Erfindungsgedanke in der in Abb. 5 dargestellten Weise anwenden. Es werden dann zwei oder mehr Reusen R1, R2 unter Zwischenschaltung eines frequenzabhängigen Zweipols, beispielsweise wieder einer Induktivität L und eines Parallelwiderstandes W, in Serie geschaltet.
• Auch bei Antennen mit Fachwerkkonstruktion kann der Erfindungsgedanke angewendet werden, indem die metallische Mastkonstruktion durch einen isolierenden Konstruktionsteil unterbrochen wird, der durch einen frequenzabhängigen Zweipol überbrückt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: _. Vertikalantenne zum Senden oder Empfangen innerhalb eines großen Wellenbereiches, die in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, zwischen denen je ein Zweipol angeordnet ist, insbesondere für Peilsysteme nach dem Adcock-Prinzip, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwcipole, deren Scheinwiderstand monoton mit der Frequenz ansteigt, derart ausgestaltet und bemessen sind, daß durch sie eine Amplituden-- und phasenmäßige Zusammensetzung der Teilströme in den einzelnen Antennenabschnitten entsteht, bei der frequenzabhängige Nullstellen in der Vertikalcharakteristik innerhalb des ganzen verarbeiteten Wellenbereiches nicht auftreten. z. Antenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzabhängigen Zweipole aus Spulen mit parallelen Dämpfungswiderständen bestehen. 3. Antenne nach Anspruch i und s, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenabschnitte aus vertikal übereinander angeordneten Reusen bestehen. q. Antenne nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Antennenabschnitte durch Fachwerkkonstruktionen gebildet sind und daß die aufeinanderfolgenden Antennenabschnitte durch isolierende Mastkonstruktionen elektrisch voneinander getrennt sind.