DE1001353B

DE1001353B - Directional antenna for very short circular or elliptically polarized electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1001353B
Application number: DEM23445A
Authority: DE
Inventors: E F Schelisch
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1953-06-17
Filing date: 1954-06-18
Publication date: 1957-01-24
Also published as: ES215856A1; FR1107577A; GB741897A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft die Verbesserung einer Richtantenne für zirkulär oder elliptisch polarisierte Wellen. Derartige Richtantennen haben einen hohen elektrischen Wirkungsgrad bei gleichzeitig guter mechanischer Stabilität und geringem Aufwand.The invention relates to the improvement of a directional antenna for circularly or elliptically polarized Waves. Such directional antennas have a high electrical efficiency with good at the same time mechanical stability and little effort.

Richtantennen für die Aussendung oder den. Empfang zirkularer oder elliptisch polarisierter Wellen werden in der Hochfrequenztechnik für die verschiedensten Zwecke benötigt, was seine Ursache vor allem darin findet, daß derart polarisierte Wellen bedeutend weniger durch Mehrfachreflexionen gestört werden, als Wellen, die in einer bestimmten Ebene polarisiert sind.Directional antennas for the transmission or the. Reception of circular or elliptically polarized waves are required in high frequency technology for a wide variety of purposes, which is the main cause finds that such polarized waves are significantly less disturbed by multiple reflections than Waves polarized in a certain plane.

Aus diesen und anderen Gründen wird daher häufig bei Sende-Empfangsanlagen für sehr kurze Wellen die zirkuläre oder elliptische! Polarisation angewendet.For these and other reasons, the circular or elliptical! Polarization applied.

Vom elektrischen Standpunkt aus gesehen ist für die Erzeugung zirkulär oder elliptisch polarisierter Wellen die sogenannte »axial wound aerial« (Spulenantenne) geeignet. Dieser Ausdruck »Spulenantenne« soll eine Antenne beschreiben, die in Form einer symmetrisch zu einer Achse verlaufenden. Spule ausgebildet ist. Die bekannteste Ausführungsform einer derartigen Spulenantenne ist die sogenannte »end firing helix«, worunter eine wendelförmig ausgebildete Spulenantenne verstanden wird, die an ihrem einen Ende gespeist wird und in Richtung der Achse am anderen Ende abstrahlt. Eine »End-firing-helix«-Antenne, die derart zu einem Strahlreflektor angeordnet wird, daß ihre Achse mit der Reflektorachse zusammenfällt und die derart betrieben, wird, daß dieses System Erregerantenne:—Reflektor als Richtantenne wirkt, ergibt eine äußerst wirkungsvolle gerichtete Aussendung von sehr kurzen Wellen mit ausgezeichnetem Breitbandverhalten. Da es jedoch für zirkulär bzw. elliptisch polarisierte Wellen wichtig ist, daß nicht irgendein Teil der Richtantennenanordnung auf die Polarisation, anspricht und somit dieselbe beeinflußt — eine Forderung, die äußerst schwierig zu erfüllen ist —, haben sich in der Praxis »End~firing-helix«-Antennen nur in der alleinigen. Verwendung, d. h. ohne die zusätzliche Verwendung von Strahlreflektoren, bewährt und sind daher in Kombination mit Reflektoren bisher noch nicht verwendet worden.From an electrical point of view is for the generation of circular or elliptically polarized waves the so-called "axial wound aerial" (coil antenna) is suitable. This expression "coil antenna" is intended to be a Describe antenna in the form of a symmetrical to an axis. Coil is formed. The best-known embodiment of such a coil antenna is the so-called "end firing helix", which is understood to mean a helically designed coil antenna which is fed at one end and emits in the direction of the axis at the other end. An "end-firing-helix" antenna that is arranged in such a way to a beam reflector that its axis coincides with the reflector axis and operated in such a way that this system exciter antenna: —reflector acts as a directional antenna, results in an extremely effective directional transmission of very short waves with excellent broadband behavior. However, since it is for circular or elliptically polarized What is important is that not some part of the directional antenna arrangement responds to the polarization and thus influenced it - a requirement which is extremely difficult to meet In practice, "end firing-helix" antennas are only found in the sole. Use, d. H. without the extra Use of beam reflectors, proven and are therefore still used in combination with reflectors not been used.

Die vorbeschriebene bekannte Zusammenstellung einer »End-firing-helixe-Antenne mit einem Strahlreflektor ist meist derart ausgebildet, daß an einem Ende die Spule in einen geraden Draht ausläuft, der durch eine öffnung in der Reflektorfläche hindurchgeführt ist und in den Innenleiter einer Koaxialleitung übergeht, deren- Außenleiter in der Ebene der Reflektorfläche endet, vorzugsweise in diese übergeht. Bei dieser bekannten, Anordnung tritt noch das zusätzliche Problem auf, das eigentlich ein ÜbergangThe above-described known combination of an »end-firing helix antenna with a beam reflector is usually designed such that the coil terminates in a straight wire at one end, the is passed through an opening in the reflector surface and into the inner conductor of a coaxial line passes, whose outer conductor ends in the plane of the reflector surface, preferably merges into this. In this known arrangement, the additional problem arises, which is actually a transition

Richtantenne für sehr kurze zirkulär oder elliptisch polarisierte elektromagnetischeDirectional antenna for very short circular or elliptically polarized electromagnetic

Wellenwaves

Anmelder:Applicant:

Marconi's Wireless Telegraph
Company Ltd., LondonMarconi's Wireless Telegraph
Company Ltd., London

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76Representative: Dr.-Ing. B. Johannesson, patent attorney,
Hanover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 17. Juni 1953 und 28. April 1954Claimed priority:
Great Britain June 17, 1953 and April 28, 1954

E. F. Schelisch, Great Baddow,. Essex (Großbritannien), ist als Erfinder genannt wordenE. F. Schelisch, Great Baddow ,. Essex (Great Britain) has been named as the inventor

von einer üblichen Doppelleitung auf eine Eindrahtleitung (nämlich die Spulenantenne) gegeben ist, wodurch die Anpassung sehr erschwert wird, insbesondere wenn es sich um die Übertragung breiter Frequenzbänder handelt.from a conventional double line to a single-wire line (namely the coil antenna), whereby the adaptation is very difficult, especially when it comes to the transmission of broad frequency bands acts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Richtantennen der vorbezeichneten Art sowohl bezüglich der elektrischen als auch bezüglich der mechanischen Verhältnisse zu verbessern. Es wird dabei von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Schwierigkeiten hauptsächlich darauf beruhen,'daß jegliche Interferenz von Anordnungsteilen mit den zirkulär oder elliptisch polarisierten Wellen vermieden werden muß, und daß demzufolge kein Wellenhindprnis in der Nähe oder außerhalb eines gedachten Zylinders, in welchem die Wendel angeordnet ist, vorhanden sein darf oder ein Hindernis im Raum zwischen Wendel und Reflektor, d. h. innerhalb der Strahlungswege, die zu dem hoch gebündelten, vom Reflektor ausgehenden, Hauptstrahl hinführen,, vorhanden sein darf. Um die hieraus resultierenden Forderungen nochmals kurz zusammenzufassen, der theoretische Idealfall bezüglich des elektrischen Verhaltens und der Abstrahlungsverhältnisse liegt dann vor, wenn keinerlei Hindernisse außerhalb des von der Wendelleitung umschlossenen Raumes vorhanden sind.The invention is based on the object of providing directional antennas of the aforementioned type both with regard to to improve the electrical and mechanical conditions. It is used by the Realization assumed that the difficulties are mainly due to 'that any interference of assembly parts with the circularly or elliptically polarized waves must be avoided, and that consequently no shaft obstacle in the vicinity or outside of an imaginary cylinder in which the Helix is arranged, may be present or an obstacle in the space between helix and reflector, d. H. within the radiation paths leading to the highly focused main ray emanating from the reflector lead, may be present. To briefly summarize the resulting requirements, the theoretical ideal case with regard to the electrical behavior and the radiation conditions occurs when there are no obstacles outside of the space enclosed by the helical cable are present.

Gemäß der Erfindung" wird vorgeschlagen, eine Richtantenne für sehr kurze zirkulär oder elliptisch polarisierte elektromagnetische Wellen, bestehend aus einer Reflektorfläche, in deren Achse eine Spulenantenne angeordnet ist, die über eine in der Reflektor-According to the invention "it is proposed a directional antenna for very short circular or elliptical polarized electromagnetic waves, consisting of a reflector surface with a coil antenna in its axis is arranged, which via a in the reflector

609 767/309609 767/309

fläche vorgesehene Öffnung mit einer einen Abschirmmantel aufweisenden Hochfrequenzleitung verbunden ist, in der Weise auszubilden, daß die abgeschirmte Hochfrequenzleitung mit ihrem Abschirmmantel durch die öffnung in der Reflektorfläche hindurch in das Innere der Spulenantenne geführt ist.area provided opening with a shielding jacket having high-frequency line is connected to form in such a way that the shielded High-frequency line with its shielding jacket through the opening in the reflector surface into the Inside the coil antenna is performed.

Außerdem sollen mechanische Halterungsmittel für die Spulenantenne vorgesehen sein, die sich ebenfalls in Richtung der Achse des Reflektors zwischen, demIn addition, mechanical holding means should be provided for the coil antenna, which are also in the direction of the axis of the reflector between, the

wähnten Hilfsreflektors, welcher der Ausleuchtung des Hauptreflektors dient, Verwendung finden..mentioned auxiliary reflector, which is used to illuminate the main reflector.

Das nicht mit der Speiseleitung verbundene Spulenantennenende kann in manchen Fällen aus Zweck-5 mäßigkeitsgründen. am Außenmantel der Speiseleitung verankert und gegebenenfalls mit diesem verbunden werden. Zweckmäßig erfolgt dies in der Weise, daß das freie Ende der Spulenantenne nach innen gebogen wird, derart, daß es im Verankerungspunkt auf denThe coil antenna end not connected to the feed line can in some cases from Purpose-5 reasons of moderation. anchored to the outer jacket of the feed line and, if necessary, connected to it will. This is expediently done in such a way that the free end of the coil antenna is bent inward is in such a way that it is in the anchoring point on the

Hauptreflektor und der Spulenantenne erstrecken. io Außenmantel bzw. auf das rohrförmige Teil auftrifft.Main reflector and the coil antenna extend. io outer jacket or hits the tubular part.

Zweckmäßig wird als Halterungsmittel zugleich der Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Aus-The invention is expediently used as the holding means at the same time with reference to

Außenmantsl der vorzugsweise als abgeschirmte Leitung auszubildenden. Speiseleitung verwendet. Für die Verbindung der Speiseleitung mit dem einen Ende der Spulenantenne wird zweckmäßig im Halterungsmittel 15 bzw. im Abschirmmantel eine Öffnung vorgesehen. Es können auch mehrere derartiger Öffnungen sein, durch die die Anschlußleitungen zwischen Spulenantenne und Hochfrequenzzuleitung geführt werden.Outer jacket, preferably as a shielded cable trainees. Feed line used. For connecting the feed line to one end of the The coil antenna is expediently located in the holding means 15 or an opening is provided in the shielding jacket. There can also be several such openings through which the connecting lines are routed between the coil antenna and the high-frequency feed line.

Vorzugsweise soll die spulenartig ausgebildete An- 30 in der Achse des Systems. Durch diese öffnung istPreferably, the coil-like arrangement should be in the axis of the system. Through this opening is

tenne als sogenannte Wendelantenne ausgebildet sein. eine koaxiale Speiseleitung ebenfalls in der Brenn-antenna be designed as a so-called helical antenna. a coaxial feed line also in the

führungsbeispielen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugs ζ eichen, in den einzelnen Figuren auf gleiche Teile beziehen.Examples of management explained in more detail, where the same reference ζ calibration, in the individual figures to the same Refer to parts.

In. der Fig. 1 ist ein Richtantennensystem dargestellt, welches einen Hauptreflektor 1 irgendeiner bekannten Konstruktionsart aufweist, beispielsweise einen Parabolspiegel, und der eine zentral gelegene Öffnung 2 in der Achse des Reflektors aufweist, d. h.In. Fig. 1 shows a directional antenna system comprising a main reflector 1 of any known type Has type of construction, for example a parabolic mirror, and the one centrally located Has opening 2 in the axis of the reflector, d. H.

Es wird nachstehend gezeigt, daß eine erfindungsgemäß ausgebildete Richtantennenanordnung einen in sich geschlossenen Aufbau hat und eine gute mecha-It will be shown below that a directional antenna arrangement designed according to the invention has an in has a closed structure and a good mechanical

ebene liegend bzw. verlaufend angeordnet. Diese Koaxialleitung besteht aus einem Außenleiter 3 und einem Innenleiter 4. Der Außenleiter 3 ist mit dem mechanisch und, falls im Einzelfall erforderlich, auch elektrisch verbunden, und zwar zweckmäßig an der Kante der kreisförmigen zentral gelegenen Öffnung. Eine Wendelantenne 5 ist schematisch angedeutet. Diese Wendelantenne 5 ist mechalevel arranged lying or running. This coaxial line consists of an outer conductor 3 and an inner conductor 4. The outer conductor 3 is mechanically and, if necessary in individual cases, also electrically connected, expediently at the edge of the circular central located opening. A helical antenna 5 is indicated schematically. This helical antenna 5 is mecha

nisch stabile Halterung der Spulenantenne an. dem 25 Reflektor 1 Hauptreflektor ergibt, ohne daß irgendein leitendes
Material die gewünschte Polarisation störend beeinflußt. Daß dies bei den erfindungsgemäßen Anordnungen erreicht wird, beruht unter anderem darauf, daß
es — wie sich experimentell auch erwiesen, hat — eine 30 nisch und elektrisch an das herausgeführte Ende des sehr gute Annäherung der für die Theorien derartiger Innenleiters 4 angebracht und kann gegebenenfalls unAntennen gemachten Voraussetzungen darstellt, die mittelbar durch eine Fortführung des herausgeführten Speiseleitung durch die angegebene Öffnung im Re- Innenleiters gebildet werden, der den Außenleiter an flektor hindurchzuführen.. Es wird so weder das Strah- der Öffnung 6 durchdringt. Der Außenleiter 3 ist lungsfeld beeinflußt, noch die Betriebsfrequenz oder 35 etwas über die Wendelantenne 5 hinaus fortgeführt die Impedanz der Spulenantenne beeinflußt. und dort mittels einer Platte oder Scheibe 7 abge-Die rohrartig ausgebildete Speiseleitung erstreckt schlossen. Die Wendelantenne 5 ist somit von ihrem sich vorzugsweise bis zu dem reflektorabgewandten Ende her, und zwar von dem äußeren, durch den Ende der Spulenantenne hin. Die Verbindung zwischen Innenleiter 4 der koaxialen Leitung 3, 4 gespeist, der Antenne und der Speiseleitung geschieht zweck- 40 welche zugleich die Halterung der Spulenantenne an mäßig durch eine oder mehrere Öffnungen in dem dem Hauptreflektor 1 bildet.nically stable bracket for the coil antenna. the 25 reflector results in 1 main reflector without any conductive
Material interferes with the desired polarization. That this is achieved in the arrangements according to the invention is based, inter alia, on the fact that
It has - as has also been shown experimentally - a 30 niche and electrically attached to the leading out end of the very good approximation of the for the theories of such inner conductors 4 and can possibly represent unAntennas made prerequisites indirectly through a continuation of the lead out feed line through the specified Opening in the Re inner conductor can be formed, which leads the outer conductor through to the reflector. Neither the radiator opening 6 penetrates. The outer conductor 3 is influenced by the ventilation field, or the operating frequency or slightly beyond the helical antenna 5 also influences the impedance of the coil antenna. and closed there by means of a plate or disk 7. The helical antenna 5 is thus preferably from its end facing away from the reflector, namely from the outer, through the end of the coil antenna. The connection between the inner conductor 4 of the coaxial line 3, 4 fed, the antenna and the feed line is carried out expediently, which at the same time forms the holder for the coil antenna moderately through one or more openings in the main reflector 1.

rohrartig ausgebildeten Teil. Bei dieser Ausführungs- Die Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 schemaform umgeben die einzelnen Windungen der Spulen- tisch dargestellten Anordnung, die sich von. dieser im antenne das rohrförmige Teil oder den Außenleiter wesentlichen darin unterscheidet, daß die Wendelder Hochfrequenzleitung in gewissem Abstand. In der 45 antenne 5 — hier nur schematisch durch zwei halbe nachfolgenden Beschreibung wird unter »äußerem Windungen angedeutet — von ihrem inneren Ende Ende« der Spulenantenne stets das dem Hauptreflektor her gespeist wird. Im Hinblick darauf, daß die übrigen abgewendete Ende der Spulenantenne verstanden. Anordnungsteile gegenüber der Anordnung nach Die Antenne kann sowohl vom inneren Ende als Fig. 1 unverändert geblieben sind, bedarf es daher auch vom äußeren Ende her gespeist werden. Jede der 50 keiner näheren Beschreibung dieser Anordnung. Sobeiden Einspeisungsarten bzw. Ankopplungsarten hat wohl bei der Anordnung nach Fig. 1 als auch der nach bestimmte Vorteile. Die Speisung vom inneren. Ende Fig. 2 ist das ungespeistei Ende der Wendelantenne her ermöglicht es, die Hochfrequenzleitung etwas als unbefestigt angenommen. In der Praxis ist dies kürzer zu halten und erfordert jedoch einen Reflektor jedoch manchmal unerwünscht. Dieses Ende der oder Umlenkspiegel, dar die Strahlung auf den Haupt- 55 Wendelantenne wird zweckmäßig vielmehr zum reflektor hin umlenkt. Der Anschluß der Hochfrequenz- Außenleiter 3 hin zurückgebogen und an, demselben zuleitung am äußeren. Ende erfordert eine etwas so wie in Fig. 3 dargestellt an der Stelle 8 verankert längere Hochfrequenzleitung, jedoch ist keine Um- bzw. befestigt. Die Verbindungsstelle 8 kann, beispielslenkung der Spulenantennenstrahlung zum Haupt- weise eine Lötverbindung oder eine sonstige für derreflektor hin erforderlich, da die Spulenantenne be- 60 artige Zwecke geeignete Verbindung sein. Die Fig. 3 reits in dieser Richtung strahlt. Als zweckmäßig hat stellt die Verankerung des nicht an die Speiseleitung es sich erwiesen, den Außenmantel der Speiseleitung angeschlossenen Endes der Spulenantenne 5 für den oder das rohrförmige Halterungsmittel über die eines allgemeinen Aufbaus dar, wie er in der Fig. 1 Spulenantenne hinaus fortzuführen und mit einem schematisch skizziert ist, doch kann selbstverständlich vorzugsweise scheibenartig auszubildenden Ablenker 65 die in der Fig. 3 gezeigte und beschriebene Veranke-(deflector) zu versehen, der die Reflektorachse unter rung auch bei der Anordnung nach Fig. 2 angewendet einem rechten Winkel schneidet und einen etwas werden. Die Fig. 4 zeigt eine Modifikation der Angrößeren Durchmesser hat als die größte transversale Ordnung nach Fig. 1, wobei eine abgeschirmte Zwei-Abmessung der Antenne. Zweckmäßig kann diese drahtleitung als Speiseleitung vorgesehen, ist. Diese Fortführung zugleich der Halterung des obener- 7° Speiseleitung besteht aus einem Abschirmmantel 3'tubular part. In this embodiment, FIG. 2 shows a variant of the arrangement shown in schematic form in FIG. this im antenna distinguishes the tubular part or the outer conductor essentially in that the filament High frequency line at a certain distance. In the 45 antenna 5 - here only schematically by two halves The following description is indicated under "outer coils - from their inner end The end of the coil antenna is always fed to the main reflector. With a view to the rest understood the remote end of the coil antenna. Arrangement parts compared to the arrangement according to The antenna can have remained unchanged both from the inner end and from FIG. 1, so it is necessary can also be fed from the outer end. Each of the 50 does not provide a detailed description of this arrangement. Both of them In the case of the arrangement according to FIG. 1 as well as that according to certain advantages. The feeding of the inner. End of Fig. 2 is the unsupported end of the helical antenna ago it allows the high-frequency line to be assumed to be somewhat unsecured. In practice it is Keeping it shorter and requires a reflector, however, is sometimes undesirable. This end of the or deflection mirror, since the radiation on the main helical antenna is more useful for the deflects reflector. The connection of the high-frequency outer conductor 3 is bent back and connected to the same supply line on the outside. End requires something like the one shown in FIG. 3 anchored at point 8 Longer high-frequency line, but no surrounding or attached. The connection point 8 can, for example, steering the coil antenna radiation is mainly a soldered connection or another for the reflector necessary, since the coil antenna must be suitable connection for all kinds of purposes. Fig. 3 already shining in this direction. It is advisable to anchor the not to the feed line it turned out to be the outer sheath of the feed line connected to the end of the coil antenna 5 for the or the tubular support means is of a general construction as shown in FIG Coil antenna to continue and is sketched with a schematic, but can of course preferably disc-like deflector 65, the anchoring (deflector) shown and described in FIG. to provide that the reflector axis under tion also applied in the arrangement of FIG cuts at right angles and becomes something. Fig. 4 shows a modification of the larger ones Diameter has as the largest transverse order according to Fig. 1, being a shielded two-dimension the antenna. This wire line can expediently be provided as a feed line. These Continuation at the same time of the holder of the above 7 ° feed line consists of a shielding jacket 3 '

5 65 6

und einem Paar darin angeordneter »aktiver« Speise- gemein bei derartigen Antennen Anwendung finden,, leiter 4', 4 (a pair of »live«-feeder-conductors). Die d.h. auch dann, wenn, die Spulenantenne unmittelbar Abschirmung ergibt in der gleichen Weise das Halte- zur Aussendung oder zum Empfang sehr kurzer elekrungsmittel für die Spulenantenne wie der Außen- irischer Wellen Verwendung finden soll. Dabei gelten leiter der Koaxialleitung in Fig. 1. Die Leiter 4', 4 5 die oben gemachten Ausführungen bezüglich der Aussind durch öffnungen 6' zu den Anschlußpunkten, 5' bildung und Anordnung des dielektrischen Materials der Wendelantenne herausgeführt, wobei diese An- weiter.and a pair of "active" feeds arranged therein are used in antennae of this type. ladder 4 ', 4 (a pair of live feeder conductors). That means, even if, the coil antenna directly In the same way, shielding provides the holding means for transmitting or receiving very short electrical means for the coil antenna such as the outer Irish waves should be used. The following apply conductor of the coaxial line in Fig. 1. The conductors 4 ', 4 5 the statements made above with respect to the Ausind through openings 6 'to the connection points, 5' formation and arrangement of the dielectric material the helical antenna led out, with this an.

schlußpunkte 5' in ihrer Lage längs der Wendel derart Die Fig. 6 zeigt ein weiteres AusführungsbeispielTerminating points 5 'in their position along the helix in such a way that FIG. 6 shows a further exemplary embodiment

gewählt sind, daß sie elektrisch 180° voneinander ent- mit Speisung der Wendelantenne 5 an ihrem demare chosen that they are electrically 180 ° apart from each other with feeding of the helical antenna 5 at its

fernt sind. Diese Ausbildung ist zweckmäßig, da hier- io Hauptreflektor 7 zugewendeten, d, h. inneren Ende,are distant. This training is expedient because the main reflector 7 is turned towards it, i. E. inner end,

durch besondere Phasenanpassungsnetzwerke für die An Stelle der in den anderen Ausführungsbeispielenby special phase matching networks for the instead of those in the other exemplary embodiments

Verbindung der Wendelantenne 5 mit den Leitern, 4', 4 verwendeten Ablenkscheibe 7 (deflector plate or disc)Connection of the helical antenna 5 to the conductors 4, 4 ', 4 used deflector plate or disc

vermieden, werden können,. ist hier eine Hilfsreflektorfläche 10 vorgesehen. Diecan be avoided. an auxiliary reflector surface 10 is provided here. the

Es ist außerdem in manchen. Fällen, zweckmäßig, Strahlung der Wendelantenne 5 wird an der Fläche 10 dielektrisches Material um einen Teil oder auch um 15 zum Hauptreflektor 1 hin reflektiert und leuchtet auf die gesamte Wendelantenne vorzusehen, beispielsweise diese Weise denselben aus. Es empfiehlt sich auch in indem die Wendelantenne in dielektrisches Material diesem Fall, die Wendelantenne mit einem Wettereingegossen wird. Die Wendelantenne ist auf diese schutz zu versehen, beispielsweise einer strahlungs-Weise ganz oder teilweise in das Dielektrikum einge- durchlässigen Haube, oder die Wendelantenne in dibettet. Diese Ausbildung ergibt unter anderem eine 20 elektrisches Material einzubetten, so wie es in den Erhöhung der mechanischen Stabilität und eine Ver- vorhergehenden Abschnitten erläutert ist.
besserung der Wetterfestigkeit. Weiterhin wird hier- In den gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindurch die Verringerung derWendelantennenabmessun- dung sind durchweg Spulenantennen gezeigt, welche gen ermöglicht, was auf den Einfluß der dielektrischen nur eine einzige Wendel aufweisen. Die Erfindung Eigenschaften des Materials in der Wendelnähe zu- 25 ist auf derartige Wendelantennen jedoch nicht berückzuführen ist. schränkt. Die Spulenantennen können vielmehr auchIt is also in some. In cases, expedient, radiation from the helical antenna 5 is reflected on the surface 10 of dielectric material by a part or also by 15 towards the main reflector 1 and illuminates the entire helical antenna, for example in this way. It is also advisable in this case, by molding the helical antenna in dielectric material, the helical antenna with a weatherproof. The helical antenna is to be provided with protection on this, for example a hood that is completely or partially permeable to radiation in the dielectric, or the helical antenna is dibetted. This design results, among other things, in embedding electrical material, as explained in the increase in mechanical stability and in the preceding sections.
improvement of weather resistance. Furthermore, in the exemplary embodiments of the invention shown, due to the reduction in the helical antenna dimensions, coil antennas are consistently shown which enable conditions that only have a single helix on the influence of the dielectric. However, the invention of properties of the material in the vicinity of the helix cannot be attributed to helical antennas of this type. restricts. Rather, the coil antennas can also

Zweckmäßig wird das dielektrische Material derart als Mehrfachwechsel ausgebildet sein oder in beangeordnet und in der Form ausgebildet, daß hier- kannter Weise aus mehreren, in Achsrichtung hinterdurch gleichzeitig eine Verbesserung der Strahlungs- einander angeordneten Einzelwendeln bzw. Windungen charakteristik der Wendelantenne und somit gege- 30 bestehen. Es kann also allgemein jede der bekannten benenfalls auch des Hauptreflektors eintritt. Spulenantennenarten Verwendung finden, sofern sieThe dielectric material is expediently designed in such a way as a multiple change or arranged in an array and designed in such a way that, in this way, from several, through in the axial direction at the same time an improvement in the individual coils or windings arranged one on top of the other by radiation characteristics of the helical antenna and thus against 30 exist. So it can generally be any of the known if necessary, the main reflector also occurs. Coil antenna types are used, provided they

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die ein den gewünschten Strahlungsverhältnissen entAnwendung des dielektrischen Materials. Bei der ge- sprechendes zirkulär oder elliptisch polarisiertes zeigten Anordnung ist die Spulenantenne 5 in dielek- Strahlungsdiagramm aufweist. Derartige Antennen irisches Material 9 eingebettet und somit von diesem 35 sind beispielsweise durch einen Aufsatz im Dezember-Material umgeben, wobei die Form und die Ausbil- heft 1947 der Zeitschrift »Proc. of the LR. Ε.«, dung derart getroffen sind, daß eine ebene Oberfläche S. 1484 bis 1488, beschrieben. Dabei können selbsteng benachbart der Deflektorscheibe 7 vorhanden ist, verständlich für jeden Speisepunkt gesonderte Speisedi e an derselben unmittelbar anliegt. leitungen vorgesehen sein. Auch dter Querschnitt der FIG. 5 shows an exemplary embodiment for the application of the desired radiation conditions of the dielectric material. In the case of the speaking, circularly or elliptically polarized The arrangement shown is the coil antenna 5 in dielek radiation diagram. Such antennas Irish material 9 embedded and thus of this 35 are for example through an essay in December material surrounded, the form and the training booklet 1947 of the magazine »Proc. of the LR. Ε. «, tion are made in such a way that a flat surface pp. 1484 to 1488 described. In doing so, self-sufficient adjacent to the deflector plate 7 is present, understandably for each feed point separate Speisedi e directly applied to the same. lines be provided. Also the cross-section of the

Es empfiehlt sich, das dielektrische Material ferner- 40 Antennen muß nicht unbedingt zirkulär sein, sondernIt is recommended that the dielectric material also be used. Antennas do not necessarily have to be circular, but rather

hin derart zu formen:, daß es als dielektrische Linse kann beispielsweise quadratisch ausgebildet werden,to shape in such a way that it can be designed as a dielectric lens, for example square,

oder als dielektrisches Prisma wirkt. Auch der radiale Abstand der einzelnen Spulen-or acts as a dielectric prism. The radial distance between the individual coil

Die in Fig. 5 dargestellte Form des dielektrischen antennenteile, längs der Symmetrieachse betrachtet, Materials ergibt ein Prismaverhalten. Eine derartige muß nicht unbedingt konstant sein, sondern kann beiAusbildung ist insbesondere dann empfehlenswert¹, 45 spielsweise vom Speisungsende aus nach dem nicht wenn die Bandbreite der Wendelantenne durch Er- gespeisten Ende hin zu- oder abnehmen, beispielshöhung der Windungszahl vergrößert werden soll, weise in Form einer Spiralfeder, was in manchen was bekanntlich eine Zusammendrängung des Strah- Fällen aus Gründen der besseren Abstrahlung oder lungsdiagramms auf einen unerwünscht schmalen besonderer gewünschter Abstrahlungsverhältnisse an-Hauptstrahl zur Folge haben kann. Mit einer der- 50 gebracht ist.The shape of the dielectric antenna parts shown in FIG. 5, viewed along the axis of symmetry, material results in a prismatic behavior. This does not necessarily have to be constant, but can be particularly recommended in the case of training ¹ , 45 for example from the feed end after the not if the bandwidth of the helical antenna is to increase or decrease due to the fed end, for example, increase the number of turns, according to In the form of a spiral spring, which in some cases, as is well known, can result in a compression of the beam for reasons of better radiation or lungs diagram to an undesirably narrow, particularly desired radiation ratio on the main beam. With one of the 50 is brought.

artigen Antenne wird sich daher im allgemeinen nicht In der vorhergehenden Beschreibung sind aus ohne weiteres eine gute Ausleuchtung des Haupt- Gründen der Übersichtlichkeit und der besseren Erreflektors 1 erzielen lassen, Ordnet man in einem läuterung des Anmeldungsgegenstandes keine gesolchen Fall dielektrisches Material an, beispielsweise naueren Angaben über die speziellen Bemessungen so, wie in der Fig. 5 gezeigt, so wird hierdurch das 55 der einzelnen Antennenteile gemacht.
Strahlungsdiagramm der Wendelantenne wieder auf- Für diese Bemessung der einzelnen Anitennenteile geweitet, jedoch bleiben die Breitbandeigenschaften, als auch des Hauptreflektors ist stillschweigend vorweiche durch die größere Windungszahl der Spulen- ausgesetzt, daß diese ebenso wie bei den. bekannten antenne bedingt sind, erhalten. Durch eine derartige Richtantennen nach den allgemein bekannten GeAusbildung der Spulenantenne durch dielektrisches 60 Sichtspunkten für die Erzielung eines vorgegebenen Material wird fernerhin der Vorteil erzielt, daß die Polardiagramms der Strahlung vorgenommen sind. Wendelantenne in kürzerer Entfernung vom Haupt- Diese Bemessungsregeln sind an sich nicht neu und reflektor 1 angeordnet werden kann, d. h., man kann sollen deshalb hier nicht weiter dargelegt werden. Um einen Hauptreflektor mit kürzerer Brennweite ver- jedoch noch einen allgemeinen Überblick über die Bewenden, als dies mit den anderen Ausführungsformen 65 messung der Wendelantenne selbst zu geben, so ist ohne dielektrisches Material möglich ist. hierzu folgendes auszuführen. Der wichtigste FallIn the preceding description, a good illumination of the main reasons of clarity and the better reflector 1 can be achieved without further ado Via the special dimensions, as shown in FIG. 5, this makes the individual antenna parts.
Radiation diagram of the helical antenna again expanded for this dimensioning of the individual antenna parts, but the broadband properties remain, as well as the main reflector is tacitly pre-softened by the larger number of turns of the coil, exposed to this just as with the. known antenna. Such a directional antenna according to the generally known design of the coil antenna by means of dielectric points of view for the achievement of a given material also has the advantage that the polar diagrams of the radiation are made. Helical antenna at a shorter distance from the main These dimensioning rules are not new per se and reflector 1 can be arranged, ie it is therefore not possible to explain them further here. In order to give a main reflector with a shorter focal length, however, a general overview of the issues than with the other embodiments 65 measurement of the helical antenna itself is possible without dielectric material. to do the following. The most important case

Die Verwendung von dielektrischem Material in dürfte wohl vorliegen, wenn ein Polarstrahlungsder vorbeschriebenen Weise ist nicht auf eine Wendel- diagramm gefordert wird, welches im wesentlichen antenne bzw. Spulenantenne in Verbindung mit einem nur ein Strahlungsmaxima aufweist, d. h. die Haupt-Hauptreflektor beschränkt, sondern kann auch all- 70 keule. Für eine derartige Wendelantenne sollte fürThe use of dielectric material is likely to exist when a polar radiation device The manner described above is not required on a spiral diagram, which is essentially antenna or coil antenna in connection with only one radiation maxima, d. H. the main main reflector limited, but can also be all-club. For such a helical antenna should be for

den Fall einer »Single-stärt-helixK-Antenne (Einzelwendelantenne) der Umfang der Wendel für eine Windung betrachtet (circumferential length per turn — measured along the aerial conductor) angenähert etwa eine Wellenlänge betragen,. Je mehr Windungen für die Spuilenantenne vorgesehen· werden, um so schärfer gebündelt wird das polare Strahlungsdiagramm der Spulenantenne und um so besser wird die Impedanzanpassung der Spulenantenne über einen weiten Frequenzbereich.the case of a »single-stärt-helixK-antenna (single helix antenna) the circumference of the helix considered for one turn (circumferential length per turn - measured along the aerial conductor) be approximately one wavelength. The more turns for the coil antenna The polar radiation pattern of the coil antenna is more sharply bundled and the better it is Impedance matching of the coil antenna over a wide frequency range.

Der Umfang einer Windung der Wendelantenne kann auch (angenähert) ein beliebiges Vielfaches einer halben Wellenlänge betragen; mit mehr als zwei halben Wellenlängen für den Umfang einer Windung ergibt sich jedoch ein Strahlungsdiagramm, das, je mehr Wellenlängen vorgesehen sind, um so mehr in eine Kegelfläche ausartet. Dies kann jedoch in manchen Fällen sogar von Vorteil sein, beispielsweise nämlich dann, wenn es sich darum handelt, eine bessere Ausleuchtung eines Hauptreflektors mit großer Öffnungsweite zu erzielen.The circumference of a turn of the helical antenna can also (approximately) be any multiple be half a wavelength; with more than two half wavelengths for the circumference of a turn However, the result is a radiation pattern which, the more wavelengths are provided, the more in a conical surface degenerates. However, this can even be beneficial in some cases, for example namely when it comes to better illumination of a main reflector to achieve a large opening width.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Directional antenna for very short circular or elliptically polarized electromagnetic waves, consisting of a reflector surface, in the axis of which a coil antenna is arranged, which has a Opening provided in the reflector surface with a high-frequency line having a shielding jacket is connected, characterized in that the shielded high-frequency line with its shielding jacket through the opening in. the reflector surface through into, the interior of the coil antenna is guided.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the high frequency feed line is a coaxial line is formed, 'whose inner conductor is connected to the coil antenna.

3. Antenna according to claim 1, characterized in that the high-frequency lead as a shielded Two-wire line is formed, the two inner conductors of which are connected to the coil antenna are.

4. Antenna according to claim 3, characterized in that the two inner conductors of the two-wire line are connected to the coil antenna that their connection points are electrical 180 ° apart.

5. Antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the high-frequency feed line is also provided as a support means for the coil antenna.

6. Antenna according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coil antenna is provided with dielectric material which is arranged and formed such that a prism-like or lens-like influencing of the radiation pattern of the coil antenna occurs.

7. Antenna according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coil antenna is provided with a radiation-permeable weatherproof housing.

8. Antenna according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coil antenna is designed as a double or multiple helical antenna.

9. Antenna according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lOhr-shaped conductive sheath of the radio frequency lead is continued beyond the coil antenna, and that the free end of this tubular continuation terminated by a disk-like deflector is, the diameter of which is selected to be slightly larger than the largest transverse dimension of the antenna.

10. Antenna according to one of claims 1 to 8, characterized in that the tubular conductive sheath of the radio frequency lead is continued beyond the coil antenna, and that At the free end of the tubular continuation, an auxiliary reflector is provided for the illumination of the main reflector, for example a parabolic mirror, is used.

11. antenna according to one of claims 1 to 10, characterized in that the free end of the coil antenna at least at the tubular anchored conductive sheath of the high-frequency lead, but preferably at the same time connected is.

12. Antenna according to claim 11, characterized in that that the free end of the coil antenna after the anchoring point on the tubular conductive sheath is bent.

Considered publications:
German Patent No. 812,444;
Funkschau, 1953, issue 13, p. 233;
The telecommunications engineer, May 1951, issue 2, p. 6.

1 sheet of drawings