DE1048962B - Richtantenne fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf . eine Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische "Wellen, bestehend aus einer in einem abgeschlossenen Rohr aus dielektrischem Material eingebetteten Wendelantenne, die für den Betrieb in der axialen Schwingungsart ausgebildet ist und in deren Achse ein metallischer Leiter geführt ist. '--

Richtanitennen der vorbezeichneten Art werden meist für das Gebiet der Meterwellen und der längeren Dezimeterwellen verwendet, da sie bei räumlich geringen Abmessungen relativ gute Richteigenschaften haben. Das Rohr aus dielektrischem Material übernimmt dal>ei die Stützung der meist aus einer Bandwendel bestehenden Wendelantenne und gibt zugleich einen gewissen Sahutz der Antenne gegen Witterungseinflüsse, vor allem dann, wenn die Wendelantenne in dem Rohr aus dielektrischem Material eingebettet ist. Bei großen Temperaturschwanikungen und bei tiefen Temperaturen läßt es sich jedoch nicht ganz vermeiden, daß die Wendelantenne in ihren elektrischen Eigenschaften witterungsabhängig wird. Es wäre an sich möglich, diesem Witterungseinfluß dadurch zu begegnen, daß man die Wendelantenne selbst als Heizelement ausbildet, um so in an sich bekannter Weise durch Wärmezufuhr Störungen durch Witterungseinflüsse auszuschalten. Diese Lösung ist indes in der Praxis nicht ganz befriedigend, und zwar weil dadurch einerseits die Wendel selbst relativ schwierig herzustellen isit und andererseits weil starke mechanische Spannungen in dem die Wendel enthaltenden Rohr aus dielektrischem Material entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.

Ausgehend von einer Wendelantenne bei der in der Achse ein metallischer Leiter geführt ist, wird gemäß der Erfindimg diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß der metallische Leiter, der vorzugsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 20% des Durchmessers der Wendelantenne hat, zugleich als Heizungselement für die Wendelantenne vorzusehen ist.

Es wird hierbei von der Erkenntnis ausgegangen, daß ein metallischer Leiter im Zentrum einer in der axialen Sdhwingungsart arbeitenden Wendelantenne, deren Strahlungsfeld elektrisch nicht nachteilig beeinflußt, und daß mittels eines derartigen Leiters mit im gewissen Sinne überraschend geringem Wärmeaufwaud ein Witterungssahutz für die Richtantenne erreicht werden kann. Während man nämlich für metallische Strahler, z. B. Dipolstrahler und Hornstrahler, mit einer Heizleistung von etwa 0,3 Watt auf jeden Ouadratzentimeter Außenfläche rechnen muß, kommt man beim Erfindungsgegenstand mit etwa einem Drittel dieser Leistung aus.

Richtantenne für sehr kurze
elektromagnetische Wellen

Anmelder:

Siemens Sd Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,

München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Walter Stöhr, München,

ist als Erfinder genannt worden

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine als Bandwendel 1 mit beispielsweise sechs Windungen ausgebildete Wendelantenne, die in ein Rohr 2 aus dielektrischem Material eingebettet ist, das an dem der Speisungsstelle abgewandten Ende mittels eines Bodens topfartig ergänzt ist. Als Material für das Rohr 2 kommt beispielsweise das unter der Bezeichnung Fiberglas bekannte dielektrische Material in Frage.

Mittels eines Ringflansches ist das Rohr 2 auf einer Reflektorfläche 3 befestigt, durch die die hochfrequente Anechlu'ßleitung 4 zu dem Ende 5 der Wendalantenne geführt ist. Das anschlußseitige Ende der Wendelantenne 1 ist hierbei aus Anpassungsgründen und aus Gründen einer symmetrischen Richtcharakteristik derart dicht an die Reflektorwand 3 herangeführt, daß der noch verbleibende Abstand in der Größenordnung von einem Hundertstel der mittleren Betriebswellenlänge liegt. Der hochfrequente Anschluß 4 ist beispielsweise nach Art einer Koaxialleitung ausgebildet, deren Innienleiter an der Stelle 5 unmittelbar in die Wendel übergeht und deren Außenleiter mit der Reflektorwand 3 verbunden ist.

In der Achse der Wendelantenne 3 ist ein rohrförmig ausgebildeter metallischer Leiter 6 angeordnet, der vorzugsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 20% des Durdhmessers der Wendelantenne 1 hat. Der metallische Leiter 6 ist in seinem Inneren mit einer schematisch angedeuteten Heizspirale 7 versehen, deren Anschlüsse zu einer hinter der Reflektorwand angeordneten Anschlußvorrichtung 8 an sich bekannter Bauart geführt sind. Der

809 730/304

Claims (6)

metallische Leiter 6 ist an der Reflektorwand 3 beispielsweise mittels eines Ringflansches aufgeschraubt. An Stelle dieser Befestigung können auch andere Befestigungsarten vorgesehen sein, beispielsweise derart, daß der rohrförmige metallische Leiter 6 an der Befestigungsstelle mit einem Außengewinde versehen ist, das in ein entsprechendes Gegengewinde der Reflektor wand 3 eingeschraubt ist. Um die gesamte Anordnung gegen Erschütterungen unempfindlich zu gestalten, empfiehlt es sich, so wie bei/m Ausführungsbeispiel dargestellt, den metallischen Leiter 6 an seinem, der eigentlichen Halterung abgewandten Ende mit einer axialen Führung gegen seitliche Bewegung zu versehen. Dies ist beim Ausführungsbeispiel vorteilhaft in der Weise gelöst, daß der metallische Leiter 6 in eine Aussparung 9 der Bodennächie aus dielektrischem Material eingesetzt ist, die der topfartigen Ergänzung des Rohres 2 aus dielektrischem Material dient. Hierbei empfiehlt es sich weiterhin, beispielsweise durch die angedeutete Querschnitte-Verengung des metallischen Leiters 6 eine Wärmedrossel zwischenzuschalten, um eine unnötige Erwärmung des Topfbodens zu vermeiden. Wie Untersucliungen gezeigt haben, empfiehlt es sich fernerhin, die Wärmeverteilung über die Länge der Richtantenne durch entsprechende Bemessung der Heizungsvorrichtung derart zu wählen, daß, so wie in dem Diagramm der Fig. 2 srihematisch angedeutet, die größte Temperatur im Beireidh der Ankopplungsstelle 5 auftritt und die Temperatur in Abstrahlungsrichtung hin abfällt. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, noch zusätzlich die gestrichelt eingezeichnete Erhöhung der Temperatur am abstrählungsiseitigen Ende der Wendelantenne 1 vorzusehen, da dann die Antenne bei geringstem Heizleistungsaufwand praktisch völlig vor Vereisung sicher ist. An Stelle der Erwärmung durch eine Heizspirale kann auch eine an sidh bekannte Warmluftheizung vorgesehen werden, so wie es beispielsweise in einer zweckmäßigen Ausführungsform in der Fig. 3 gezeigt ist. Die Ausbildung der Antenne ist dabei im wesentlichen die gleiche wie die an Hand der Fig. 1 erläuterte, jedoch ist die Heizspirale 7 in Wegfall gekommen, und statt dessen ist der metallische Leiter 10 als Rohr zu einem Heizluftzuführungsanschluß 12 hinter der Reflektorplatte 3 geführt. Der metallische Leiter 10 ist auf seiner — die endgültige horizontale Montage betrachtet — Unterseite mit einer Reihe von Austrittsöffnungen 11 für die Warmluft versehen, die sich bei dieser Ausgestaltung im Innern des Rohres 2 ans dielektrischem Material verteilt und dabei diesem eine Temperatur gibt, welche das Rohr 2 einschließlich des Topfbodens und gegebenenfalls der Reflektorfläche 3 frei von Vereisung und störenden Witterungserscheinungen hält. An sich besitzt das Rohr 2 aus dielektrischem Material an der Aufsetzstelle auf die Refiektorwand 3 im allgemeinen hinreichende Undichtigkeiten, um ein Abfließen der abgekühlten Luft zu ermöglichen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es zweckmäßig ist, auf der Unterseite der dielektrischen Richtantenne eine Öffnung 11' vorzusehen, durch die die verbrauchte Heizluft entweichen kann und eine hermetische Abdichtung des Rohres 2 gegenüber der Reflektorwand 3 vorgenommen werden kann. Eine nach der Lehre der Erfindung ausgebildete Richtantenne kann sowohl als unmittelbar abstrahlende Antenne als auch als sogenannter Sekumdärstrahler verwendet werden, bei dem bekanntlich die eigentliche Abstrahlung durch einen zweiten Strahler, beispielsweise einen Parabolspiegel, erfolgt, der durch die Wendelantenne angestrahlt wird. Eine nach der Lehre der Erfindung ausgebildete Richtantenne ist außerdem sowohl als Sende- als auch als Empfangsantennie verwendbar. Der metallische Leiter 6 bzw. 10 kann mit Vorteil zugleich zur Aufnahme einer der Zuführung bzw. Entnahme von abzustrahlender bzw. empfangener Hochfrequenzenergie dienenden Speiseleitung, beispielsweise einer Koaxialleitung, dienen. Patentansprüche:

1. Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einer in einem abgeschlossenen Rohr in dielektrischem Material eingebetteten Wendelantenne, die für den Betrieb in der axialen Schwingungsart ausgebildet ist und in deren Achse ein metallischer Leiter geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter, der vorzugsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 20% des Durchmessers der Wendelantenne hat, als Heizungselement für die Wendelantenne vorgesehen ist.

2. Richtantenne nach. Anspruch 1, bei der der die Wendelantenne enthaltende dielektrische Zylinder topf förmig ausgebildet und an eine Reflektorwand angesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter an der Reflektorwand gehalten und im Topfboden zumindest axial geführt ist.

3. Richtantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem metallischen Leiter eine elektrische Heizvorrichtung, beispielsweise eine Heizspirale, vorgesehen ist.

4. Richtantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter rohrförmig ausgebildet und an seiner, bezogen auf eine 'horizontale Montagestellung, unteren Seite mit Öffnungen versehen ist und daß der rohrförmig ausgebildete metallische Leiter für die Zuführung von Warmluft zur Troctoung und Erwärmung des Inneren des die Wendelantenne enthaltenden Gefäßes aus dielektrischem Metall vorgesehen ist.

5. Ridhtantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wendelantenne enthaltende Gefäß aus dielektrischem Material mit Öffnungen zum Entweichen der Warmluft versehen ist, die in einer horizontalen Montagestellung der Richtantenne betrachtet, auf der Unterseite des Gefäßes liegen.

6. Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wärmezuführung dienenden Mittel derart über die Länge des metallischen Leiters verteilt angeordnet sind, daß die größte Erwärmung in der Nähe der Speisungsstelle der Wendelantenne auftritt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 001 353.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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