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Langdraht-Antenne, insbesondere Rhombus-Antenne Es ist bekannt, daß
Langdraht-Antennen, die ohmisch mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen sind, gute
Breitbandeigenschaften haben. Die Voraussetzung dafür ist jedoch, daß tatsächlich
längs der gesamten Antenne einschließlich der Zuleitung zum Sender der Wellenwiderstand
konstant bleibt. Um gute Richtwirkungen zu erzielen, werden Antennenanlagen benutzt,
die sich aus mehreren Langdraht-Antennen zusammensetzen. Die bekannteste Anordnung
ist die Rhombus-Antenne, die dadurch gebildet wird, daß zwei Winkelantennen mit
ihren offenen Enden zusammengeschlossen werden, d. h. die Rhombus-Antenne besteht
gemäß der schematischen Darstellung der Fig. z aus vier Langdraht-Antennen A1 .
. . A¢, die in Form eines Rhombus parallel zur Erde ausgespannt sind. Einen Querschnitt
durch ein solches Antennensystem senkrecht zur Längsachse zeigt die Fig. 2. Die
beiden Antennendrähte:[ und 2 mit dem Radius r haben voneinander den Abstand D,
der Abstand der Drähte z, 2 von ihren Spiegelbildern 3, q. beträgt 2 H. Für den
Wellenwiderstand Z, eines solchen Systems gilt die bekannte Beziehung
wobei für Z die bekannte Formel für den Wellenwiderstand zweier paralleler Drähte
gilt
Z, Z. (3)
Aus diesen Gleichungen folgt, daß sich der Radius der
Antennendrähte längs der Antenne mit dem Abstand D ändern müBte, wenn der Wellenwiderstand
über die gesamte Antenne konstant bleiben- soll. Diese Forderung kann aber mit praktisch
erträglichen Mitteln nicht erfüllt werden. Die Erfindung schlägt daher einen .anderen
Weg vor, und zwar dienen gemäß der Erfindung bei einer öhmisch mit ihrem Wellenwiderstand
abgeschlossenen Langdraht-Antenne, insbesondere Rhombus-Antenne, mit konstantem
Wellenwiderstand als Antennenleiter Reusen aus mehreren Drähten, und ein längs des
Antennensystems konstanter Wellenwiderstand ist durch entsprechende Wahl des Reusenradius
erzwungen.
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In gewissen Abständen längs der Reuse werden Abstandshalterä beispielsweise
Ringe angeordnet, die die Reusendrähte in der gewünschten Lage halten.
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Wenn man den Wellenwiderstand von mehrdrahtigen Reusen berechnen will;
so 'kommt man zu sehr komplizierten Formeln, in die sämtliche Abstände des Systems
eingehen, in denen aber außerdem die für die Lösung der Aufgabe, die Änderung des
Reusenradius R mit dem Abstand D zu bestimmten wichtigen Größen R und D, nicht enthalten.
Man könnte also mit solchen Formeln nur auf dem Umweg über mühsames Probieren zu
dem einen bestimmten Abstand D zugeordneten Reusenradius R kommen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß unter der Voraussetzung, daß der Abstand
-D größer als der Reusenradius R ist, die obenerwähnte Forderung mit einer für die
Praxis ausreichenden Näherung erfüllt wird, wenn zwischen dem Wellenwiderstand Z,
dem Reusenradius R, dem Radius r der Reusendrähte und dem Abstand D der Einzelreusen
die nachfolgende Beziehung gilt
Hierin bedeutet n die.Anzahl der Drähte einer Reuse, die in Form eines regelmäßigen
n-Ecks angeordnet sind. Aus der Gleichung (4) folgt dann für den Reusenradius
Muß der Einfluß der Erde auf das System berücksichtigt werden, so ergibt sich der
notwendige Reusenradius aus der nachfolgenden Beziehung
Z, ist hier der vorgeschriebene Wellenwiderstand des gesamten Systems und Q = 6o
1n (1 .-[- (D/2 H) 2)
eine Korrekturgröße, die den Erdeinfluß berücksichtigt
und die von dem Verhältnis D/H abhängt (vgl. Gleichung (1).
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Die Näherüngsformel (Gleichung 4) ergibt fürWerte von Z > Zoo Ohm,
also für den technisch wichtigen Bereich, Werte mit einem Fehler kleiner als i °/,
gegenüber der exakten Lösung.
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Da der Wellenwiderstand eine logarithmische Funktion des Verhältnisses
D : R ist, ändert er sich nur wenig; wenn der Reüsenrädius nicht längs des ganzen
Systems genau den Beziehungen 5 und 6 entspricht. Es genügt also; nur in verhältnismäßig
großen Abständen in die Reuse Abstandshalter, z. B. Abstandsringe einzubauen, um
die aus den Gleichungen 5 und 6 gewonnenen Abstände der Reusendrähte sicherzustellen.
Die Anzahl und die gegenseitige Entfernung der erforderlichen Abstandshalter richten
sich nach der angestrebten Genauigkeit. Es soll an einem Beispiel gezeigt werden,
daß die Abstände zwischen zwei Abstandsringen praktisch verhältnismäßig groß sein
dürfen, ohne daß merkliche Ungenauigkeiten auftreten. Bei der Reusenanordnung gemäß
der schematischen Darstellung der Fig.3 sei der Wellenwiderstand Z = 500
Ohm,- die Anzahl der Reusendrähte n = 4, ihr Radius = o,2 cm, man erhält alsdann
bei Vernachlässigung des Erdeinflusses, also für D/2 H < 1, aus
der Gleichung 5 für den Reusenabstand Dl = 2o m einen Reusenradius R, = 1,05 m,
für den Abstand D3 -- 3o ergibt sich ein Reüsenradius R3 = 1,8 m. Ordnet man zwischen
diesen beiden Abstandsringen, die in dem gewählten Beispiel etwa 1o m Auseinanderliegen,
einen weiteren Abstandsring an, so müßte bei D2 = 25 cm, der Reusenradius R2 = 1,41
m sein. Läßt man diesen Abstandsring weg, so würde sich an dieser Stelle- ein Reusenradius
von R' = 143 m einstellen unter der Annahme, daß die Drähte zwischen den zuerst
erwähnten beiden Abstandsringen bei Dl und D3 geradlinig verlaufen. Didsem Radius
R' entspricht ein Wellenwiderstand von 505 Ohm, d. h. bei einem gegenseitigen
Abstand zweier Ringe von 1o m würde der Wellenwiderstand in der Mitte zwischen diesen
Ringen nur um 10/, vorn- Sollwert abweichen.