DE1042671B

DE1042671B - Antenne zum Empfang elektromagnetischer Schwingungen

Info

Publication number: DE1042671B
Application number: DEH26615A
Authority: DE
Inventors: William Frederick Bailey
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1955-03-30
Filing date: 1956-03-23
Publication date: 1958-11-06
Also published as: GB788582A; FR1144952A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Antenne, die das magnetische oder elektrische Feld der von ihr aufgenommenen Schwingungsenergie auf eine Vorrichtung zur Abnahme dieser Energie von der Antenne, beispielsweise auf eine Abnahmespule oder auf Abnahmeelektroden konzentriert, indem sie die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der sie durchsetzenden elektromagnetischen Schwingungen vermindert.

Zur Konzentrierung der Energie dient z. B. ein Ferritstab, und es wird vorausgesetzt, daß die aufgenommene Schwingungsenergie am Ende des Stabes durch die genannten Abnahmevorrichtungen abgenommen wird.

Die bekannten Ferritantennen dieser Art sind mit einer Spule versehen, die um den Ferritstab gewickelt und dementsprechend mit dem ganzen Querschnitt des Stabes gekoppelt ist. In dieser Spule wird eine maximale Spannung induziert, wenn der Stab mit Bezug auf das elektromagnetische Feld so orientiert wird, daß der Stab mit den Kraftlinien parallel liegt. Die dabei erfolgte Konzentrierung der Kraftlinien im Stab ist davon abhängig, daß der magnetische Widerstand im Stab kleiner ist als in der umgebenden Luft. Die Ferritantenne nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Ferritantennen darin, daß die energieabnehmenden Mittel, die am Ende des Stabes angeordnet sind, in verschiedene Teile aufgeteilt sind, von denen jeder Teil nur mit einem Teil des Querschnittes gekoppelt ist. Außerdem liegt für den Stab das Produkt aus Permeabilität und Dielektrizitätskonstante in einer solchen Größenordnung, daß die an einem Ende des Stabes eintretenden Kraftlinien, wenn der Stab senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien liegt, nach Durchquerung des Stabes derart konzentriert werden, daß in verschiedenen Teilen des Querschnittes des Stabes die Kraftlinien in einander entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Diese Wirkung des Stabes ist davon abhängig, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit im Stab kleiner ist als im freien Raum. Dadurch wird eine bedeutende Konzentrierung der magnetischen Kraftlinien erreicht. Die Erfindung wird an Hand ihres in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Antenne 10 besteht aus einem Stab H₁ der beispielsweise aus einem Ferrit hergestellt ist. Der Stab läuft an seinem einen Ende 12 in zwei Zinken 15 und 16 aus, die mit einer Abnahmespule 20 im entgegengesetzten Sinn bewickelt sind, so daß also beispielsweise der Wicklungssinn des die Zinke 15 umgebenden Spulenteils 22 gleich dem Uhrzeigersinn ist, während der Wicklungssinn des die andere Zinke 16 umgebenden Spulenteils 23 dem Uhrzeigersinn entgegengesetzt ist. Die durch den Stab auf die Spule konzentrierte magnetische Energie der in den Stab an seinem Antenne zum Empfang
elektromagnetischer Schwingungen

Anmelder:

Hazeltine Corporation,
Washington, D. C. (V. St. A.)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. März 1955

William Frederick Bailey,
Valley Stream, N. Y. (V.St.A.),
ist als Erfinder genannt worden

Ende 13 eintretenden elektromagnetischen Schwingungen wird durch die Spule in elektrische Energie umgesetzt und kann in dieser Form an den Klemmen 21 der Spule abgenommen werden. Es ist auch möglich, an Stelle der magnetischen Energie die elektrische Energie der Schwingungen zu verwerten, indem man die Spule 20 durch entsprechend angeordnete Elektroden ersetzt.

Die Ferrite, die aus Oxyden von Nichteisenmetallen und Eisenoxyd bestehen, haben eine verhältnismäßig hohe Permeabilitä, bis zu etwa μ = 1000, sowie eine verhältnismäßig große Dielektrizitätskonstante e in der Größenordnung von 10 bis 20. Infolgedessen ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Schwingungen in einem Ferrit erheblich kleiner als im freien Raum. Das Verhältnis zwischen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit in einem Stoff und im freien Raum bestimmt sich durch die Gleichung

ν = , wobei ν die Fortpflanzungsgeschwindigkeit

im Stoff, c die Fortpflanzungsgeschwindigkeit im freien Raum, μ die Permeabilität des Stoffes und e die Dielektrizitätskonstante des Stoffes ist. Für ein typisches Ferrit ist die Permeabilität μ = 500 und die Dielektrizitätskonstante e = 10. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit in einem solchen Ferrit beträgt demnach etwa den siebzigsten Teil der Fortpflanzungsgeschwindigkeit im freien Raum.

Diese Verminderung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Schwingung im Ferrit wird gemäß der Erfindung zur Konzentrierung der die

809 677^242

Antenne treffenden elektromagnetischen Energie auf die Abnahmespule 20 ausgenutzt. In der Zeichnung stellt die Kraftlinie 18 die magnetische Komponente der Wellenstirn einer an der Stabantenne 11 entlang streichenden elektromagnetischen Welle dar. Der sich innerhalb der Stabantenne fortpflanzende Teil dieser Kraftlinie wird im Verhältnis zu seinem sich außerhalb der Stabantenne fortpflanzenden Teil wesentlich abgebremst und dadurch in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise auf die Abnahmespule 20 konzentriert. Die Zeichnung veranschaulicht auch deutlich, daß infolge des entgegengesetzten Wicklungssinnes der die beiden Zinken 15 und 16 umgebenden Spulenteile 22 und 23 die in diesen beiden Spulenteilen induzierten Spannungen sich addieren.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Verwendung von Ferriten beschränkt, vielmehr kann die erfindungsgemäße Stabantenne auch aus einem beliebigen anderen Stoff hoher Permeabilität und großer Dielektrizitätskonstante hergestellt werden. Die für das Produkt der Permeabilität und der Dielektrizitätskonstante genannte Zahl von 500 ist dabei nicht etwa als Minimalwert aufzufassen, \-ielmehr soll sie die erwünschten magnetischen und elektrischen Eigenschaften des für die erfindungsgemäße Antenne zu verwendenden Stoffes nur größenordnungsmäßig veranschaulichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Antenne zum Empfang elektromagnetischer Schwingungen mit einem Stab aus Ferrit oder ähnlichem Material, bei dem die aufgenommene Schwingungsenergie am Ende des Stabes abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stab das Produkt aus Permeabilität und Dielektrizitätskonstante in einer Größenordnung liegt, bei der die an einem Ende des senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien liegenden Stabes eingetretenen Kraftlinien nach Durchquerung des Stabes derart konzentriert werden, daß in verschiedenen Teilen des Querschnittes des Stabes die Kraftlinien in einander entgegengesetzten Richtungen verlaufen, wobei die energieabnehmenden Mittel am genannten Ende in verschiedene Teile aufgeteilt sind, und daß jeder Teil nur mit einem Teil des Querschnittes gekoppelt ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabnehmenden Mittel aus Spulen bestehen.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieabnehmenden Mittel aus Abnahmeelektroden bestehen, die von der elektrischen Energie des elektromagnetischen Feldes beeinflußt werden.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den energieabnehmenden Mitteln versehene Ende des Stabes gezinkt ist.

5. Antenne nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gezinkte Ende des Stabes zwei Zinken aufweist und jede Zinke mit einer Spule bewickelt ist, die einander entgegengesetzten Wicklungssinn haben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 081 943;
Funk-Technik, Nr. 2, 1953, S. 51 bis 53.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen