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Antenne für- den Empfang verschiedener Wellenbereiche stark unterschiedlicher
Frequenzen Die Erfindung hat eine Antenne für den Empfang verschiedener Wellenbereiche
stark unterschiedlicher Frequenzen zum Gegenstand, bei der ein Kern aus ferromagnetischem
Material für die Konzentration des Feldes der zu empfangenden Sender vorhanden ist.
Solche Antennenanordnungen haben sich gut für den Langwellenbereidh, und Mittelwellenbereich
des Rundfunks in Gestalt von Stäben, Rohren und, Scheiben aus hochpermeablem Material,
z. B. aus Ferriten, insbesondere als in das Gerätegehäuse eingebaute Peilantenne
bewährt. Die Abmessungen solcher Ferritstab-, -rohr- oder -plattenatitennen verlangen
vielfach besondere Maßnahmen beim Einbau derselben in ein Ernpfängergehäuse, weil
es darauf ankommt, diese gegen jedes vom Empfänger ausgehende Störfeld abgeschirmt
anzuordnen. Weiter ist der Nachteil vorhanden, daß dieAntennen mit einem Stab od.
dgl. aus ferromagnetischem Material für die Erzielung einer Richtwirkung mit ihrer
Längsachse in horizc>ntaler Ebene liegend und in dieser Ebene schwenkbar benutzt
werden müssen, um'eine große Konzentration des Feldes der zu empfangenden Sender
mit diesen Peilantennen zu erreichen. Daraus bestimmt sich ein verhältnismäßig großer
Raumbedarf für den Einbau solcher Antennen in ein Empfangsgerät, und es ist die
Gefahr kaum auszuschließen, daß die Stabantenne o#d. dgl. bei ihrem Verschwenken
in horizontaler Ebene zumindest über einen Teil des Schwenkbereiches in von dem
Lautsprechermagneten, dem Transformator oder anderen Teilen ausgehende Störfelder
gelangt. Für den schwenkbaren Einbau in Klein- und Kleinstkoffergeräte sind die
bekannten Ferritstabantennen ebenfalls aus Gründen des Platzbedarfs nicht geeignet.
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Es sind Bestrebungen vorhanden, die bekannten Einbanantennen mit einem
Kern aus hochpermeablem Material, wie es die Ferrite bilden, für alle Empfangsbereiche
eines Heimempfängers od. d 'gl. zu benutzen, und es wurden auf einem Antennenstab
od. dgl. bereits die Antennenspulen für den Langwellenbereich, Mittelwellenbereich,
Kurzwellenbereich und sogar auch Ultrakurzwellenbereieh angeordnet. Die hohe Perrneabilität
derdabei verwendetenFerritmaterialien wirkt sich bekanntlich in günstigster Weise
für die Konzentratio,n des Feldes der zu empfangenden Sender aus, und es ist damit
auch für den Langwellen-und Mittelwellenbereich durch richtige Bemessung und Anordnung
der zu diesen Bereichen gehörenden Antennenspulen eine empfangsgünstige Empfängereingangsspannung
für am Ernpfangsort genügend stark einfallende Sender erreichbar. Ungünstig wirkt
sich jedoch die liche Materialpermeabilität für den Empfang von Sendern hoher bis
ultrahoher Frequenz aus, weil die Güte der KW- und UKW-Spulen durch solches hochpermeables
Material bekanntlich eine ,chlechte ist und somit keine für einwandfreien Empfang
ausreichende Resonanz für die Antennenkreise hoher bis ultrahoher Frequenzen bei
der Verwendung hochpermeabler Antennenkerne erzielt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Antenne für den Empfang verschiedener
Wellenbereiche stark unterschiedlicher Frequenz, z. B. für den Langwellenbereich,
Mittelwellenbereich, Kurzwellen- und Ultrakurzwellenbereich des Rundfunks, bei der
ein Kern aus ferromagnetischem Material für die Konzentration des Feldes der zu
empfangenden Sender der vorgesehenen Frequenzbereiche vorhanden ist. Erfindungsgernäß
ist der Kern in Richtung seiner Längsachse aus ferromagnetischein Material unterschiedlicher
Permeabiltät zusammengesetzt, derart, daß der Kernteil mit der niedrigsten Perrneabilität
die Spule bzw. Spulen durchsetzt, die dem Empfang der kürzeren Wellen (Kurz- und
Ultrakurzwellen) dienen, während der Kernteil höherer Perineabilität die Spule bzw.
Spulen durchsetzt, die für den Empfang der längeren Wellen (Mittel- und/o:der Langwellen)
angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, den Kern als hohlen oder vollen Stabkern
aus kompakt gesintertem Ferritmaterial mit einem Kern aus Eisen-und
/oder
Eisenoxyd- und/oder Ferritpulvermasse baulich oder wirkungsmäßig so zu vereinigen,
daß der diu Kurzwellen- und/oder Ultrakurzwellenspule durchsetzende Pulvermassekernteil
mindestens so lang wie die durchsetzte Spule ist.
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Wenn es auch gleichgültig sein sollte, in welcher Zuordnung der Kernteile
unterschiedlicher Permeabilität miteinander vereinigt sind, so ist es für die Erzielung
einer besonders guten Wirkung der aus verschiedenen Materialien zusammengesetzten
Antenne vorteilhaft, wenn der Kernteil aus dem Material der niedrigen Permeabilität,
in der Kernlängsachse betrachtet, zwischen zwei Kernteilen aus hochpermeablem Material,
bevorzugt aus Ferriten, angeordnet ist. Es ist damit erreichbar, daß die beiderseitig
an den Teilkern niederer Permeahiltät angesetzten Kernteile hoher Permeabiltät auch
für den Empfang 'hoher bis ultrahoher Frequenzen, durch die Materialeigenschaften
bedingt, die Kraftlinien des zu empfangenden Feldes stark konzentriert ansaugen.
Im Bereich des die Spule durchsetzenden niederpermeablen Materials ergibt sich dann
eine große Flußdichte, die bei der durch das niederpermeable Material für die Spule
vorhandenen hohen Güte auch für den Empfang von Sendern hoher bis ultrahoher Frequenz
eine gegenüber der Benutzung von magnetischen Antennen, die nur aus einem Material
hoher oder niederer Permeabilität bestehen, wesentlich höhere Geräteeingangsspannung
zur Folge hat.
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Diese erfindungsgernäße Wirkung kann bei geringster Baulänge der Antenne
noch verbessert werden, wenn für den Kern eine Gestaltung gewählt wird, bei der
die Kernteile aus hochpermeablem Material an ihren dem Kernteil aus niederpermeablem
Material abgekehrten freien Enden in Flansche oder andere den Kerndurchmesser vergrößernde
Formen übergehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Flanschflächen am Kernende
um ein Mehrfaches größer sind aLs die Ouerschnittsfläche des die Wicklungen tragenden
flernteiles. In Anpassung an den Kraftlinienverlauf des von dem Kernteil hoher Pertneabilität
konzentrierten Feldes können sich die Flansche oder ähnlichen #'ergrößerungen des
Kernquerschnitts an der den Spu len zugekehrten Seite absatzweise oder stetig bis
auf den Durchmesser des wicklungtragenden Kernteiles verjüngen. Mit solchen Konstruktionen
kann liccbpermeables Material eingespart werden, ohne daß dich ein beachtenswerter
Wirkungsnachteil für die erfindungsgemäße Antenne ergibt.
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Als Flansche im Sinne der Erfindung sind alle scheibenartigen Vergrößerungen
des Kerndurchinessers an den äußeren freien Kernenden oder innerhalb der Kernlänge
nahe den Spulenstirnseiten zu verstehen, gleichgültig ob es sich um Scheiben runder,
ovaler, echiger, sternförmiger oder unregelmäßiger Form handelt. Auch können Scheiben
gleicher oder unterschiedlicher Form zu Scheibenpaketen, z. B. für absatzweises
Abstufen des Flanschdurchmessers, vercini-,t sein. Die Scheiben Gder Scheibenpakete
können einen Fürmteil mit dein eine Wicklung für den Empfang niederer bis mittlerer
Frequenz tragenden Kernteil bilden, sie können aber -auch auf einen solchen Kernteil
von jeder für den Verwendungszweck --,Veizneten Ouerschnittsform aufgesetzt oder
an die diesen Kernteilen gebildeten freien Enden des ii-,--iterialkombinierten Kernes
an-, esetzt sein.
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De; der Verwirklichung der erfindungsgemäßen Erkenntnisse ist es möglich,
zu Antennenanu-rdnungen mit sehr geringer rüngsabmessung zu ' gelangen, und
e.#; kann dadurch beispielsweise eine magnetisch wirksame Antenne mit einem Kern
baulich gestaltet werden, der die Form einer Garnrolle hat, die mit horizontaler
Kernlängsachse schwenkbar in einem Empfangsgerät angeordnet ist. Der geringe Raumbedarf
einer solchen Garnrollenkernantenne ermöglicht es, dieselbe auch als schwenkbare
Peilantenne in ein transportables Empfangsgerät, sogar in einen Klein- oder Kleinstkofferempfänger,
einzubauen und, wenn gewünscht, in der bekannten Weise von der Bedienungsfrant des
Empfängers aus verstellbar zu betreiben. Wirkungsgemäß ist es von Vorteil, die Garnrollenkernantenne
in einern Empfangsgerät nahe der Gerätedeckelplatte anzuordnen, weil damit erreichbar
ist, daß dieselbe trotz ihrer Schwenkbarkeit bei allen Peilstellungen weitgehend
außerhalb der in dem Apparat entstehenden Störfelder liegt.
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Mit einem Kern der Garnrollenart sind alle Kernformen gemeint, bei
denen ein gerader Kerntnittelteil beliebigen Querschnitts nach seinen beiden freien
Enden zu Almählich oder nach der Art von flachen Scheiben in einen vergrößerten
Kernquerschnitt übergeht. Dabei können die beiderseitig vorhandenen flanschartigen
Kernstirnseitenabschlüsse untereinander verschiedene Ouerschnittsform. und/oder
unterschiedliche inaximai-e Flächenabwessungen besitzen.
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Der erfindungsgemäß bevoTzugt zur Anwendung kommende Doppelflanschkera
(Garnrollenart) ergibt auch bei kleinster Baulänge des Kernes eine starke Feldkonzentration,
und es eignet sich somit eine solche magnetisch wirksame Antenne günstig als in
ein Empfangsgerät, bevoTzugt einen Kofferempfänger oder Kleinstempfänger, eingebaute,
in an sich bekannter Weise schwenkbare Rahmenantenne.
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Wenn für die Betrachtung der Erfindung bevorzugt von den Wellenbereichen
des Rundfunks (Langwellen, Mittelwellen, Kurzwellen und Ultrakurzwellen) ausgegangen
ist, so ist es selbstverständlich, daß die Verwirklichung derselben nicht auf dieses
Gebiet der Hochfrequenztechnik beschränkt sein soll. In gleichgünstiger Weise werden
die erzielbaren Vorteile auch beim Fernsehempfang, bei der drahtlosen Telefonie
od. dgl. erreicht, und es kann die erfindungsgemäße Antenn.enanordnung auch für
Sendegeräte verwendet ,verden.
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Die vorteilhafte Verwirklichung der Erfindung wurde dunch Vergleichsme-ssungen
mit erfindungsgemäßen Antennen bestätigt. Diese Messungen wurden bei konstanter
Senderleistung, konstanten Empfangsbedingungen, konstanter Verstärkung des Empfängers,
gleicher Antennenkernforrn, und gleicher Selbstinduktion des Antennenkreises mit
erfindungsgernäßen _Antennen im Vergleich zu bisher gebrauchsüblichen Ferritstabantenrien
durchgeführt, Die zu messenden Antennenstäbe wurden richtungsmäßig jeweils auf die
maximale Ernpfangsleistung eingestellt. Die Kernform war in jedem Falle ein Antennenstab
von 10 nim Durchmesser und 170mm Länge. Meßf requenz .............. 8
MHz Selbstinduktion ........... 2,5 itH ± 10 "/o Gemessen wurden:
a) die Güte der Spulen -mit Kern bei 8 MHz
b) der Wert R,if - Q, worin #tw, die effektive Permeabilität
der Spule bedeutet, c) die Ausgangsspannung am Verstärker (dieser Wert ist für die
Beurteilung der mit einer Antenne erzielbaren Leistung entscheidend, und es bestimmt
sich demnach daraus die Verwendungsbewertung eines Antennenstabes).
-Es
wtirclen folgende Meßwerte erzielt-, 1, Der Kern ist ganz aus hochpermeablem
Material (Ferrit), die Wicklung befindet sich in der Mitte der Kernlänge.
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Q = 34, #t - Q - 180; Ausgangsspannung
12 MV-2. Der gleiche Kern wie bei 1 mit Anordnung der Wicklung an einem Stabende.
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Q = 48, li - Q = 201; Ausgangsspannung
19 MV. 3. Der Kern ist von zwei Ferritteilkernen und einem zwischen
diesen liegenden Eisenpulvermassekern aus Kurzwellenwerkstoff zu einem Stabkern
zusammengesetzt. Der mittlere Kernteil von 45 mm Länge durchsetzt die Kurzwellenspule.
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Q = 156, #t - Q = 500; Ausgangsspannung
32 MV. 4. An einen Teilkern aus hochpormeablern Material (Ferrit) ist ein
Eisenpulvermassekern von 60 mm Länge angesetzt, der aus Material für Kurzwellen
die KW-Spule durchsetzt.
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Q = 180, [t - Q = 577; Ausgangsspannung
28 MV. Es ist erkennbar, daß bei Verwendung von Antennenstäben mit
erfindungsgernüßer Materialkombination die Empfangsleistung im Mittel- und Langwellenbereich
sich nur in kaum meßbarer Weise geändert hat. Die Wicklungen, des Mittel- und Langwellenbereichs
waren in jedem Fall auf den freien Enden der Ferritteilkerne angeordnet. Die Länge
dieser Kerne war um ein Vielfaches größer als die Breite der Spulen dieser Wellenbereiche.
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Wird der gesamte Stab aus Eisenpulvermasse für Kurzwellen hergestellt,
so sinkt die mit der Antenne erzielbare Ausgangsleistung ganz wesentlich, besonders
im Mittel- und Langwellenbereich.
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Die Materialkombination der erfindungsgemäßen Antenne ermöglicht es
also, die Empfangsleistung bei hohen Frequenzen beträchtlich zu erhöhen, ohne daß
die Empfangsleistung im Mittel- und/oder Langwellenbereich gegenüber den bekannten
Ferritstabantennen ungünstig beeinflußt wird.
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In der Zeichnung sind Beispiele für die konstruktive Verwirklichung
der Erfindung dargestellt.
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Der Antennenstab 1 nach Fig. 1 ist aus den Teilkernen
2, 3 und 4 zusammengesetzt. Die Teilkerne 2 und 3 sind aus Ferritmaterial,
und sie bilden mit den Spulen 5 und 6 die Antenne für den Mittelwellen-
und Langwellenempfang. Der zwischen den beiden. Teilkernen 2 und 3 angeordnete
Stabkernteil 4 ist aus KW-Eisenpulvermasse mit einer diesen Materialien eigenen
niedrigen Permeahilität. Dieser Kernteil 4 durchsetzt die KW-Spule 7, und
es ist bei KW-Empfang durch die Wirkung der beiderseits an den Kernteil 4 angesetzten
Teilkerne 2 und 3 aus hochperme#-ablen Ferriten eine große Flußdichte der
Kraftlinien des empfangenen Feldes im Bereich der KW-Spule 7
vorhanden, die
mit der hohen Güte der Antennenspule 7
eine starke Resonanz des KW-Antennenkreises
ergibt.
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Einen materialkombinierten Antennenstab aus ferromagnetischer Masse,
bei dem der Pulvermasseteilkern 8, der die UKW-Spule 9 durchsetzt,
einseitig mit dem die Mittelwellenspule 10 und Langwellenspule
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tragenden hochpermeablen Stabkern 12 vereinigt ist, zeigt Fig. 2.
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In den Fig. 3 bis 5 sind Beispiele für die konstruktive
Gestaltung materialkombinierter ferromagnetischer Antennenkerne dargestellt, bei
denen die freien Kernenden der Teilkerne aus hochpermeablem Material (Ferriten)
in Flansche übergehen. Der Kernteil 13a aus UKW- oder KW-Material ist wirkungsmäßig
und räumlich zwischen den Pilzkernen 14 und 15 aus Ferriten angeordnet.
16 ist die KW-Spule, 17 die auf dem Stiel des Pilzkernes 14 angeordnete
Mittelwellenspule uzid 1,8 die leang-wellens ule, die von dem Pilz-P kern
15 getragen wird.
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Bei der Ausführung entsprechend Fig. 4 ist der materialkombinierte
Antennenkern bei #9 lÄ4gs durchbohrt, und es siAddie Flansche 21, 20 zur Einsparung
von Ferritmaterial und zur Anpassung an den-Kraftlinienverlauf des von den Kernteilen
hoher Permeab#ilität konzentrierten Feldes stufenweise abgesetzt. Es können die
Flansche 22 und 23 auch nach der Spulenseite zu konisch verlaufen, wie es
in Fig. 5 gezeigt ist.