DE955255C - Zirkular polarisierte Antene fuer ultrakurze Wellen mit axialer Ausstrahlung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 3. JANUAR 1957

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a⁴ GRUPPE 46os INTERNAT. KLASSE H04d —

St 9884 VIII α/21a*

Raymond Strauch, Roland Allezard, Paris, und Jean Menu, Ris-Orangis (Frankreich)

sind als Erfinder genannt worden

Raymond Strauch, Roland Allezard, Paris, und Jean Menu, Ris-Orangis (Frankreich)

Zirkular polarisierte Antenne für ultrakurze Wellen mit axialer Ausstrahlung

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 15. Mai 1965 an

Patentanmeldung bekanntgemactit am 21. Juni 1956

Patenterteilung bekanntgemactit am 13. Dezember 1S56

Die Priorität der Anmeldung in Frankreich vom 15. Mai 1954 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine zirkulär polarisierte Antenne für ultrakurze Wellen mit axialer Ausstrahlung.

Es ist bekannt, zirkulär polarisierte Antennen für Ultrakurzwellen dadurch herzustellen, daß man in der gleichen Ebene N Antennenstäbe anordnet, deren Länge etwa ein Viertel der ausgestrahlten Wellenlänge beträgt. Der zwischen den einzelnen radial

liegenden Antennenstäben befindliche Winkel beträgt jeweils -^- Grad, und jeder dieser Antennenstäbe wird mit Wellen gespeist, die eine gegenseitige Phasenverschiebung von ebenfalls jeweils -^- Grad besitzen.

In der französischen Patentschrift 1032147 ist eine zirkulär polarisierte Antenne beschrieben, die

zwei gekreuzte Dipole besitzt, welche jeweils um eine ViertelwellenläBge verschoben erregt werden, und die USA.-Patentschrift 2 480 182 hat eine Antenne des gleichen Typs zum Inhalt, welche drei Viertelwellenlängen-Antennenstäbe besitzt, die um je 120° gegeneinander geneigt sind und durch Wellen erregt werden, welche untereinander jeweils eine Phasenverschiebung von 120° aufweisen.

Bei einer idealen, zirkulär polarisierten Antenne ίο beschreibt das Ende des durch die Antenne erzeugten elektrischen Feldvektors in einem auf seiner Achse gelegenen Punkte einen Polarisationskreis. In einem Punkt, der mit der Achse der Antenne einen Winkel i bildet, beschreibt das Ende des elektrischen Vektors eine Polarisationsellipse mit dem Achsenverhältnis kleine Achse _
große Achse

Bei gewissen Anwendungszwecken ist es notwendig, daß diese Beziehung striktestens eingehalten wird. Dies ist aber nicht in allen Axialebenen der Fall, wenn die zirkulär polarisierte Antenne durch eine diskrete Anzahl von Viertelwellenlängen-Stäben gebildet wird, welche in gleichem Winkelabstand zueinander ange-

as ordnet sind.

Gegenstand der Erfindung ist eine zirkulär polarisierte Antenne für Ultrakurzwellen, deren Feldvektoren um die Achse der Antenne umlaufen und die obengenannte Beziehung erfüllen.

Gemäß der Erfindung ist der Antennenstrahler eine flache Kreisscheibe, die an N Punkten erregt wird, welche gleichmäßig über einen an einer der Scheibenseiten gezogenen Kreis verteilt sind, und zwar mittels Wellen, welche untereinander Phasenverschiebungen aufweisen, welche den Winkelabständen der Erregungspunkte auf diesem Kreise entsprechen.

Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, deren einzige Figur einen Axialschnitt durch eine Antenne gemäß der Erfindung zeigt.

Die Antenne hat die allgemeine Form eines Metallzylinders i, welcher an seinem oberen strahlenden Ende durch eine Kalotte 2 aus dielektrischem Werkstoff abgeschlossen ist. Sie wird durch eine koaxiale Leitung 3 gespeist, die mit einer Welle von der Wellenlänge λ beschickt wird. Der innere Leiter 4 dieser Leitung tritt in den Hohlraum 5 ein und ist mit ihm leitend verbunden. In dem Hohlraum 5 enden N koaxiale Leiter, welche bei gleichem Abstand von dem die Mittelachse bildenden Leiter 4 gegeneinander um den gleichen Bogenwinkel versetzt sind.

Bei dem dargestellten Beispiel beträgt N — 4, und daher sind nur zwei Leiter 6 und 8 aus der Figur ersichtlich. Die inneren Leitungen/ bzw. 9 dieser Leiter treten in den Hohlraum 5 ein, wo sie Verbindungsbolzen bilden. Der Durchmesser des Hohlraumes 5, der der Kupplungsbolzen 4, J, 9..., und die charakteristischen Impedanzen des Eintritts-Ieiters3 und der Ausgangsleiter6, 8... sind in geeigneter Weise so bestimmt, daß die dirrtih den '■■ Eingangsleiter ankommende Energie vollständig an die Ausgangsleiter abgegeben wird.

Die koaxialen Leiter 6, 8... sind mit einer dielektrischen Substanz von der Dielektrizitätskonstante ε gefüllt, und zwar auf eine Wellenlänge I₁, für die Leitung von der Ordnung f, welche gegeben ist durch die Gleichung

, . Φ — ι λ

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel kann man

annehmen:

I₁ = U,

h =

Zo =

4(]/ε-ΐ) '

2λ

In der Zeichnung ist angenommen, daß der koaxiale Leiter 8 vollständig mit dielektrischer Substanz gefüllt ist und daß in dem koaxialen Leiter 6 die dielektrische Substanz in Form von Abschnitten 14 angeordnet ist, welche alle — bis auf einen — eine mehrfache Länge einer Viertelwellenlänge besitzen, um Reflexionen zu unterdrücken.

Am Antennenende verlaufen die inneren Leitungen

7', 9', 10' in der Kammer 11 und sind mit der

Scheibe 12 — beispielsweise mittels Schrauben 13 — verbunden.

Die Länge und der Durchmesser der Leitungen 7', 9', 10'..., welche als Impedanztransformatoren dienen, werden experimentell so bestimmt, daß die ganze durch die koaxialen Leiter6, 8... -ankommende Energie an die Scheibe 12 abgegeben wird.

Der Kreis, längs dessen die Verbindungspunkte zwischen den Leitungen 7', 9', 10'... und der Scheibe 12 verteilt sind, ist derartig, daß der Umfang eines axialen Querschnittes der Scheibe 12 — vermindert um den Durchmesser dieses Kreises — annähernd gleich der halben Wellenlänge ist.

Die metallische Schelle 15, die auf den Zylinder 1 aufgeschraubt ist, verhindert ein Abstrahlen nach rückwärts.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zirkular polarisierte Antenne für ultrakurze Wellen mit axialer Ausstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache, kreisförmige Scheibe vorgesehen ist, die an mehreren gleichmäßig verteilten konzentrischen Punkten über Koaxialleiter von Schwingungen erregt wird, die untereinander den Winkelabständen der Erregungspunkte auf der Scheibe entsprechende Phasenverschiebungen aufweisen, die dadurch erzeugt sind, daß Rohrabschnitte aus dielektrischem Werkstoff in den Koaxialleitern angeordnet sind, die mit einem koaxialen Hauptspeiseleiter verbunden sind.

   Hierzu 1

   © 609546/309 6.56 (609 726 12.56)