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DE1264541B - Antenna arrangement - Google Patents

Antenna arrangement

Info

Publication number
DE1264541B
DE1264541B DE1959S0065060 DES0065060A DE1264541B DE 1264541 B DE1264541 B DE 1264541B DE 1959S0065060 DE1959S0065060 DE 1959S0065060 DE S0065060 A DES0065060 A DE S0065060A DE 1264541 B DE1264541 B DE 1264541B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
current
radiator
mast
metal part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1959S0065060
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Giswalt Von Trentini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE1959S0065060 priority Critical patent/DE1264541B/en
Publication of DE1264541B publication Critical patent/DE1264541B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/528Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the re-radiation of a support structure

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

Antennenanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung mit wenigstens einem Strahler und einem demgegenüber galvanisch bzw. kapazitiv getrennten Metallteil, wie einem Antennenmast oder ein Abspannseil für einen Antennenmast, das im Nahfeldbereich des Strahlers liegt und das mit Stromsperren versehen ist.Antenna arrangement The invention relates to an antenna arrangement with at least one radiator and one that is galvanically or capacitively separated Metal part, such as an antenna mast or a guy rope for an antenna mast, which is in the near field of the radiator and which is provided with current blocks.

Beispielsweise bei Antennen für Langwellen und Mittelwellen tritt das Problem auf, einen auf der Erdoberfläche senkrecht stehenden Mast, der den eigentlichen Strahler bildet und eine Höhe bis zu mehreren hundert Metern haben kann, durch Abspannungen in seiner vertikalen Lage zu halten. Diese Abspannungen müssen aus Festigkeitsgründen durch Stahlseile gebildet werden und stören dann das Strahlungsdiagramm des Antennenmastes. Zur Beseitigung dieser Nachteile wird daher in die Abspannseile eine Reihe von zugfesten Isolatoren eingeschaltet, die jedes Abspannseil derart in Längsrichtung unterteilen, daß innerhalb der Abspannseile Resonanzen nicht mehr auftreten können. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Festigkeit der Abspannungen im wesentlichen durch die Isolatoren bestimmt wird und deren von der Witterung abhängige Isolationseigenschaften auch die Güte der Entkopplung beeinflussen. Eine Abart dieser Entkopplung der Abspannseile von dem eigentlichen Strahler ist noch in der Weise üblich, daß die durch die Unterteilung gebildeten Abschnitte des einzelnen Abspannseiles über ohmsche Widerstände derartigen Wertes miteinander verbunden werden, daß Resonanzen nicht mehr störend in Erscheinung treten. Diese Art der Entkopplung verursacht indes einen starken Energieverbrauch. Werden derartige Antennen im Bereich kürzerer Wellen betrieben, so zeigt sich, daß die Unterteilung der Abspannungen nur mehr unzureichend wirksam ist, was vor allem darauf beruht, daß die Kapazitäten zwischen benachbarten Enden von Teilstücken eines Abspannseiles bemerkbar in Erscheinung treten. Ähnliche Probleme sind dann gegeben, wenn beispielsweise vor einer Richtantenne ein Antennenmast aus Metall angeordnet wird oder wenn ein metallischer Antennenmast als Träger einer Rundstrahlantenne verwendet wird.For example, with antennas for long waves and medium waves occurs the problem arises from a mast standing vertically on the surface of the earth, which is the actual Forms spotlights and can have a height of up to several hundred meters by guy-wires in its vertical position. These bracing must be for reasons of strength are formed by steel cables and then disturb the radiation pattern of the antenna mast. To eliminate these disadvantages, a number of tensile strengths are therefore used in the guy ropes Insulators switched on, which divide each guy rope lengthways in such a way that that resonances can no longer occur within the guy ropes. This arrangement has the disadvantage that the strength of the bracing is essentially due to the Insulators is determined and their weather-dependent insulation properties also influence the quality of the decoupling. A variation on this decoupling of the guy ropes of the actual radiator is still common in the way that the subdivision formed sections of the individual guy rope via ohmic resistors such Value are connected with each other so that resonances are no longer disturbing in appearance step. However, this type of decoupling causes high energy consumption. If such antennas are operated in the area of shorter waves, it turns out that the subdivision of the guy lines is only inadequately effective, which is above all is based on the fact that the capacities between adjacent ends of sections of a Guy rope appear noticeably. Similar problems are then given if, for example, a metal antenna mast is arranged in front of a directional antenna or if a metallic antenna mast is used as a support for an omnidirectional antenna is used.

Durch die deutsche Patentschrift 886 770 ist bereits eine Einrichtung zur Wellenunterdrückung auf einem Hochfrequenzleiter bekanntgeworden, bei der im Zuge eines Antennenmastes ein speziell ausgebildeter Sperrtopf in besonderer Weise an dem Antennenmast angebracht ist. Bei dieser bekannten Anordnung liegt jedoch eine zum Erfindungsgegenstand andersartige Problemstellung vor. Die gleichen Überlegungen lassen sich auch auf die deutsche Patentschrift 718 695 anwenden, durch die eine Einrichtung zur Vermeidung störender Mantelwellen auf der Außenseite einer abgeschirmten Antennenzuleitung bekanntgeworden ist. Durch die französische Patentschrift 1182 113 sind ferner Antennenanoidnungen bekanntgeworden, für die es wesentlich ist, im Zuge des Antennenmastes resonanzfähige Anordnungen einzuschalten, die als Parallel- bzw. Serienresonanzkreise wirken und die derart aufgebaut sind, daß sich eine Filterwirkung ergibt.A device for wave suppression on a high-frequency conductor has already become known through the German patent specification 886 770, in which a specially designed blocking cup is attached in a special way to the antenna mast in the course of an antenna mast. In this known arrangement, however, there is a problem that is different from the subject matter of the invention. The same considerations can also be applied to German patent specification 718 695, through which a device for avoiding disruptive standing waves on the outside of a shielded antenna feed line has become known. Through the French patent specification 1182 113 antenna noidings have also become known, for which it is essential to switch on arrangements capable of resonance in the course of the antenna mast, which act as parallel or series resonance circuits and which are constructed in such a way that a filter effect results.

Auf das Problem der Strahlungskopplung wird beispielsweise eingegangen im »ARRL Antenna Book«, insbesondere S. 92 und 93. Es wird dort lediglich angegeben, daß die Kopplung zwischen einer Antenne und einem Leiter im Antennenfeld dann zu Null wird, wenn der Leiter symmetrisch zur Antenne angeordnet ist, da sich dann die im Leiter induzierten Spannungen wegen der symmetrischen Anordnung zur Antenne gegenseitig auslöschen. Eine in Richtung des Erfindungsgegenstandes gehende Lösung läßt sich dieser Literaturstelle nicht entnehmen. Ferner ist es durch die »Zeitschrift für angewandte Physik«, 1953, S. 2211f., bekannt, Gitter als Schaltelemente elektrischer Wellen im Raum zu verwenden, wobei die einzelnen Gitterstäbe mit kurzgeschlossenen koaxialen Leitungsstücken beschaltet sind. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich jedoch um die Ausbreitung einer ebenen Welle im Raum und deren Beeinflussung durch eine gegen die Wellenlänge große Gitteranordnung. Rückwirkungen auf eine anregende Antenne werden in dieser Arbeit nicht behandelt. Ferner wird für die Funktion und die Bemessung der Gitter vom sogenannten Flächenwiderstand ausgegangen, in dem der Abstand der parallelen Drähte, die sogenannte Gitterkonstante, als wesentliche Größe enthalten ist. Darüber hinaus ist es wesentlich, daß das Gitter im Fernfeld einer Antenne angeordnet ist.The problem of radiation coupling is dealt with, for example, in the "ARRL Antenna Book", in particular pp. 92 and 93. There it is only stated that the coupling between an antenna and a conductor in the antenna field becomes zero when the conductor is symmetrical to the antenna is arranged, since then the voltages induced in the conductor cancel each other out because of the symmetrical arrangement to the antenna. A solution going in the direction of the subject matter of the invention cannot be found in this reference. It is also known from the "Zeitschrift für angewandte Physik", 1953, pp. 2211f., To use grids as switching elements for electrical waves in space, the individual grating bars being connected to short-circuited coaxial line pieces. In this known arrangement, however, it is a question of the propagation of a plane wave in space and its influence by a grating arrangement which is large relative to the wavelength. Reactions on a stimulating antenna are not dealt with in this work. Furthermore, the function and dimensioning of the grid is based on the so-called sheet resistance, in which the distance between the parallel wires, the so-called grid constant, is included as an essential variable. In addition, it is essential that the grating is arranged in the far field of an antenna.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei insbesondere für kurze und ultrakurze Wellen ausgebildeten Antennenanordnungen, bei denen ein metallisches Teil im Nahfeld der Antenne liegt und somit mit der Antenne strahlungsgekoppelt ist, die durch dieses metallische Teil verursachte Störung im Antennendiagramm möglichst weitgehend zu beseitigen. Darüber hinaus soll sichergestellt werden, daß eine Unterbrechung und damit eine Schwächung des als Antennenmast oder als Abspannseil dienenden metallischen Teiles nach Möglichkeit vermieden wird.In contrast, the invention is based on the object in particular Antenna arrangements designed for short and ultrashort waves, in which a metallic part lies in the near field of the antenna and is thus radiation-coupled to the antenna is the interference caused by this metallic part in the antenna pattern as possible largely to be eliminated. In addition, it should be ensured that an interruption and thus a weakening of the metallic used as an antenna mast or as a guy rope Part is avoided if possible.

Ausgehend von einer Antennenanordnung mit wenigstens einem Strahler und einem demgegenüber galvanisch bzw. kapazitiv getrennten Metallteil, wie einem Antennenmast oder ein Abspannseil für einen Antennenmast, das im Nahfeldbereich des Strahlers liegt und das mit Stromsperren versehen ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das vom Strahler getrennte Metallteil mittels mehrerer im gegenseitigen elektrischen Abstand von 2 H angeordneter Stromsperren vom Impedanzwert R=j-Zs#tgkh für die Betriebswellen gegenüber dem Strahler entkoppelt ist, daß der Impedanzwert R derart groß gewählt ist, daß die einzelnen Stromsperren zumindest näherungsweise gegeneinander entkoppelt sind, und daß die Stromsperren folgender Dimensionierung genügen: Zs = Wellenwiderstand der als Stromsperre dienenden Kurzschlußleitung; ZA = Wellenwiderstand der durch die Stromsperre gebildeten, verlängerten Empfangsantenne; h = elektrische Länge der Kurzschlußleitung; Betriebswellenlänge. Es ist an sich bekannt, sogenannte bei Antennen-Anordnungen zu verwenden. So dient beispielsweise der bekannte am Außenmantel eines Koaxialkabels zur Unterdrückung des dort zurückfließenden Stromes. Ein wesentlicher Unterschied zum Erfindungsgegenstand liegt hierbei jedoch insofern vor; als bei einem Koaxialkabel, das in eine unsymmetrische Antenne ausläuft, der Außenmantel sozusagen den zweiten Strahler oder das Gegengewicht zu der unsymmetrischen Antenne bildet. Beim. Erfindungsgegenstand handelt es sich demgegenüber um die Entkopplung eines Metallgebildes gegenüber dem Strahlungsfeld eines Antennenstrahlers, wobei dieses Metallgebilde lediglich im Strahlungsfeld des- Strahlers liegt, .also nicht als Gegengewicht im üblichen Sinne dient. Es ist weiterhin auch bekannt, mittels die wirksame Länge von Antennen zu ändern. Auch hier stellt die einen wesentlichen Teil des Gegengewichts der Antenne - im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand - dar. Außerdem wird die in abgewandelter Form noch als Umwegleitung zur gleichphasigen Speisung von langen Antennenelementen verwendet.Based on an antenna arrangement with at least one radiator and a galvanically or capacitively separated metal part, such as an antenna mast or a guy rope for an antenna mast, which is located in the near field of the radiator and which is provided with current blocks, this object is achieved according to the invention, that the metal part separated from the radiator is decoupled from the impedance value R = j-Zs # tgkh for the operating waves with respect to the radiator by means of several current blocks arranged at a mutual electrical distance of 2 H, that the impedance value R is chosen so large that the individual current blocks at least approximately are decoupled from each other, and that the current barriers meet the following dimensions: Zs = characteristic impedance of the short-circuit line serving as a current block; ZA = characteristic impedance of the extended receiving antenna formed by the current barrier; h = electrical length of the short-circuit line; Operating wavelength. It is known per se, so-called to be used in antenna arrangements. For example, the well-known one on the outer sheath of a coaxial cable is used to suppress the current flowing back there. There is, however, a significant difference to the subject matter of the invention in this respect; than with a coaxial cable that ends in an asymmetrical antenna, the outer jacket, so to speak, forms the second radiator or the counterweight to the asymmetrical antenna. At the. In contrast, the subject of the invention is the decoupling of a metal structure from the radiation field of an antenna radiator, this metal structure only being in the radiation field of the radiator, so it does not serve as a counterweight in the usual sense. It is also known by means of change the effective length of antennas. Here too, the an essential part of the counterweight of the antenna - in contrast to the subject matter of the invention. In addition, the in a modified form as a bypass line for in-phase supply of long antenna elements are used.

Beim Erfindungsgegenstand wird von folgenden Überlegungen ausgegangen: Befindet sich, so wie in der F i g.1 gezeigt, beispielsweise ein Dipol 1 vor einem Antennenmast 2 - die F i g.1 zeigt eine Aufsicht auf die Gesamtanordnungso ergibt sich bei einem Abstand von etwa zwischen dem Mast und dem Dipol ein Strahlungsdiagramm, das der Form der in der F i g. 1 eingezeichneten Kardioide entspricht (.1= Betriebswellenlänge). Der starke Einbruch auf der dem Dipol abgewandten Seite des Mastes ist durch die Strahlungskopplung zwischen dem Mast und dem Dipol verursacht. Um diese Störungen auf das Strahlungsdiagramm und den Eingangswiderstand der beispielsweise aus einem Dipol bestehenden Antenne zu verringern, müssen die induzierten Ströme im strahlungsgekoppelten langen Leiter, das ist im vorliegenden Fall der Antennenmast, weitgehend unterdrückt werden. Diese Unterdrückung geschieht, wie bereits erläutert, erfindungsgemäß durch eine Kette von Stromsperren in dem strahlungsgekoppelten langen Leiter, die aus beispielsweise etwa widerstand bestehen. Eine vorteilhafte Ausführungslangen Kurzschlußleitungen mit hohem Eingangsform hierfür zeigt die F i g. 2, in der wiederum der Dipol 1 und der Antennenmast 2 sichtbar sind. An dem Antennenmast 2 sind, diesen umgebend, mehrere 3 in Form von Töpfen vorgesehen, die am einen Ende offen und am anderen Ende mit dem Mast leitend verbunden sind. Die Länge der Töpfe beträgt etwa eine Viertelwellenlänge. Man erhält auf diese Weise eine Reihe von Sperrleitungen, die in geringen gegenseitigen Abständen in den langen Leiter, das ist beim Ausführungsbeispiel der Antennenmast, eingeschaltet sind. Es gelingt hierdurch bzw. durch entsprechende Abstimmung dieser Sperrleitungen, die einzelnen Elemente des so unterteilten langen Leiters stark gegenüber der Betriebsfrequenz des Dipols zu verstimmen. Die Sperrleitungen können alle in derselben Richtung auf dem Leiter angeordnet werden. Da es sich aber empfiehlt, die maximal angestrahlten Zonen des Mastes besonders eng mit Sperren zu belegen, ist in der F i g. 2 eine gegen die Mitte symmetrisch aufgebaute Anordnung gewählt. In der Mitte der Anordnung ist zur Sicherstellung gleichartiger elektrischer Verhältnisse auch für die Töpfe, die unmittelbar der Mitte benachbart sind, ein metallischer Ring 4 vorgesehen. Auch sind größere Abstände der Sperren entlang des Leiters möglich, jedoch ist dann deren Abstimmung unterschiedlich und die Bandbreite ist geringer.The subject matter of the invention is based on the following considerations: If there is, for example, a dipole 1 in front of an antenna mast 2, as shown in FIG between the mast and the dipole is a radiation pattern which corresponds to the shape of the structure shown in FIG. 1 corresponds to the cardioids shown (.1 = operating wavelength). The strong dip on the side of the mast facing away from the dipole is caused by the radiation coupling between the mast and the dipole. In order to reduce these disturbances on the radiation diagram and the input resistance of the antenna consisting, for example, of a dipole, the induced currents in the radiation-coupled long conductor, which in the present case is the antenna mast, must be largely suppressed. This suppression takes place, as already explained, according to the invention by a chain of current blocks in the radiation-coupled long conductor, which consist, for example, of resistance. An advantageous embodiment of long short-circuit lines with a high input shape for this purpose is shown in FIG. 2, in which the dipole 1 and the antenna mast 2 can again be seen. There are several on the antenna mast 2, surrounding it 3 provided in the form of pots which are open at one end and conductively connected to the mast at the other end. The length of the pots is about a quarter wavelength. In this way, a number of blocking lines are obtained, which are switched on at small mutual distances in the long conductor, that is in the embodiment of the antenna mast. In this way, or by appropriately coordinating these blocking lines, it is possible to greatly detune the individual elements of the long conductor subdivided in this way with respect to the operating frequency of the dipole. The blocking lines can all be arranged in the same direction on the conductor. However, since it is advisable to occupy the maximally illuminated areas of the mast particularly closely with barriers, FIG. 2 selected an arrangement constructed symmetrically towards the center. In the middle of the arrangement, a metallic ring 4 is also provided for the pots that are immediately adjacent to the middle to ensure similar electrical conditions. Larger distances between the barriers along the conductor are also possible, but then their coordination is different and the bandwidth is smaller.

Man kann, wie in F i g. 3 dargestellt, die in regelmäßigen elektrischen Abständen 2H in den langen Leiter eingeschalteten Impedanzen R als einen Kettenleiter betrachten, auf dem eine zu diesem parallelpolarisierte elektromagnetische Welle auftritt Das Feld E erregt in den Leiterelementen einen Strom i, dessen Amplitudenverteilung und Phase von. der Impedanz R, dem elektrischen Abstand 2H und dem Durchmesser 2,o abhängig ist. Bei einem großen Wert für die Impedanz R wird die Verkopplung mit den Nachbarelementen verhältnismäßig klein, und das Einzelelement besteht dann in erster Näherung aus einer im Punkt x = 0 kurzgeschlossenen Empfangsantenne mit den Belastungen 2 an den beiden Enden x = ±H. Bestehen die eingeschalteten Impedanzen aus verlustlosen Kurzschlußleitungen der elektrischen Länge h und dem Wellenwiderstand Zs, dann ist R=j-Zs-tgkh mit und das Einzelelement kann als eine um eine elektrische Länge 2H7, verlängerte Empfangsantenne betrachtet werden. Ist ZA der Wellenwiderstand der verlängerten Empfangsantenne und wird diese als offene Leitung aufgefaßt, so ergibt sich die Verlängerung Hv aus der Beziehung Die Strahlungs- und Verlustwiderstände sind vernachlässigt und der relative Stromverlauf auf der Empfangsantenne ist angenähert Da die elektrische Länge H des Leiterelementes nicht groß sein soll, wird ein minimaler Strom entlang dem Element dann fließen, wenn im Zentrum x = 0 ein Stromknoten sich ausbildet. Das bedeutet einen maximalen Widerstand im Zentrum und einen Rückgang der reflektierten Feldstärke..As shown in FIG. 3, consider the impedances R switched into the long conductor at regular electrical intervals 2H as a chain conductor on which an electromagnetic wave polarized parallel to this occurs. The field E excites a current i in the conductor elements, its amplitude distribution and phase of. the impedance R, the electrical distance 2H and the diameter 2, o is dependent. With a large value for the impedance R, the coupling with the neighboring elements is relatively small, and the individual element then consists in a first approximation of a receiving antenna short-circuited at point x = 0 with loads 2 at the two ends x = ± H. If the switched-on impedances consist of lossless short-circuit lines of electrical length h and the characteristic impedance Zs, then R = j-Zs-tgkh with and the single element can be regarded as a receiving antenna extended by an electrical length 2H7. If ZA is the characteristic impedance of the extended receiving antenna and this is interpreted as an open line, then the extension Hv results from the relationship The radiation and loss resistances are neglected and the relative current flow on the receiving antenna is approximated Since the electrical length H of the conductor element should not be great, a minimal current will flow along the element when a current node is formed in the center x = 0. This means a maximum resistance in the center and a decrease in the reflected field strength.

Die günstigste Abstimmung der Kurzschlußleitung ergibt sich damit zu In der F i g. 4 ist die normierte elektrische Länge der Kurzschlußleitung als Funktion von der normierten elektrischen Länge des Leiterelementes mit (Quotient aus dem Wellenwiderstand der als Stromsperre dienenden Kurzschlußleitung und dem Wellenwiderstand der durch die Stromsperre gebildeten verlängerten Empfangsantenne) als Parameter angegeben. Mit zunehmender normierter elektrischer Länge des Leiterelementes bzw. mit zunehmendem Wert des Quotienten - muß daher die Sperrleitung verkürzt werden.The most favorable coordination of the short-circuit line thus results In FIG. 4 is the standardized electrical length of the short-circuit line as a function of the normalized electrical length of the conductor element with (Quotient of the characteristic impedance of the short-circuit line serving as a current block and the characteristic impedance of the elongated receiving antenna formed by the current block) given as a parameter. With increasing normalized electrical length of the conductor element or with increasing value of the quotient - The blocking line must therefore be shortened.

Für die Wirksamkeit ist aber auch der absolute Wert der einzelnen Impedanz R wichtig. Er muß genügend groß sein, um eine angenäherte Entkopplung der Elemente und eine geeignete Verstimmung des Antennenwiderstandes zu gewährleisten. Für eine große elektrische Länge H des Leiterelementes ist dies nur mit einem großen Wellenwiderstand ZS der Kurzschlußleitung möglich, der in der Praxis schwer zu erreichen ist.The absolute value of the individual is also important for effectiveness Impedance R important. It must be large enough to allow an approximate decoupling of the Elements and a suitable detuning of the antenna resistance. For a large electrical length H of the conductor element, this is only possible with a large one Characteristic impedance ZS of the short-circuit line possible, which is difficult to achieve in practice is.

Für eine sehr kleine elektrische Länge H des Leiterelementes ist die elektrische Länge h der Kurzschlußleitung und die Kurzschlußleitung ist in Resonanz. Der Widerstand erreicht seinen maximalen Wert wenn Q die Kreisgüte der Kurzschlußleitung ist. Ohne dielektrische Verluste wird bei einer Frequenz f (in Hertz) für ein koaxiales Leitungsstück mit dem Innenleiterdurchmesser d und dem Außenleiterdurchmesser D (in Zentimeter) der reelle Resonanzwiderstand erhalten. Diese Beziehung gilt für Messing und angenähert auch für Zink, für Kupfer und Silber ist Rres etwa doppelt so groß, für Stahl dagegen beträgt Rres etwa den dritten Teil des sich aus der vorstehenden Gleichung ergebenden Wertes. Solange das Durchmesserverhältnis einer Koaxialleitung noch nennenswert über 1 liegt, wird der Resonanzwiderstand in allen Fällen genügend groß, und eng gesetzte Sperren werden den induzierten Strom weitgehend unterdrücken.For a very small electrical length H of the conductor element, the electrical length h of the short-circuit line is and the short-circuit line is in resonance. The resistance reaches its maximum value if Q is the Q of the short-circuit line. Without dielectric losses, the real resonance resistance for a coaxial line section with the inner conductor diameter d and the outer conductor diameter D (in centimeters) becomes at a frequency f (in Hertz) obtain. This relationship applies to brass and approximately also to zinc, for copper and silver Rres is about twice as large, for steel, on the other hand, Rres is about the third part of the value resulting from the above equation. As long as the diameter ratio a coaxial line is still significantly above 1, the resonance resistance will be sufficiently large in all cases, and tightly placed barriers will largely suppress the induced current.

Der Einbau der Kurzschlußleitungen kann auf verschiedene Weise geschehen. Drei prinzipielle Anordnungen der Sperren sind in den F i g. 5, 6, 7 gezeigt.The installation of the short-circuit lines can be done in different ways. Three basic arrangements of the locks are shown in FIGS. 5, 6, 7 shown.

Bei der Anordnung nach der F i g. 5 ist der lange Leiter entsprechend gebogen, so daß Stücke aus kurzgeschlossenen Paralleldrahtleitungen entstehen. Die F i g. 6 zeigt einen durchgehenden geraden Leiter, auf dem Metallhülsen aufgesetzt und an einem Ende leitend damit verbunden sind. Es entstehen koaxiale Sperrleitungen, die in Serie eingeschaltet sind. Die angegebenen Abstände h und H sind etwas von den elektrisch wirksamen Längen verschieden. Wegen des unsymmetrischen Aufbaues, der Durchmesseränderungen usw. ist der Feldverlauf an den Einschaltestellen der Sperren nicht homogen. In der F i g. 7 sind die Metallhülsen durch je vier Drähte ersetzt, welche zur Erhöhung des Wellenwiderstandes der Sperren aufgebogen sind. Bei z.B. vier Drähten beträgt vorteilhaft der Winkel ß etwa 30 bis 40° bei von etwa 0,28.In the arrangement according to FIG. 5, the long conductor is bent accordingly, so that pieces of short-circuited parallel wire lines arise. The F i g. 6 shows a continuous straight conductor on which metal sleeves are placed and conductively connected to them at one end. Coaxial blocking lines are created that are connected in series. The specified distances h and H are somewhat different from the electrically effective lengths. Because of the asymmetrical structure, the changes in diameter, etc., the field profile at the switch-on points of the locks is not homogeneous. In FIG. 7 the metal sleeves are replaced by four wires each, which are bent open to increase the wave resistance of the barriers. With four wires, for example, the angle β is advantageously approximately 30 to 40 ° of about 0.28.

In den F i g. 8, 9 und 10 sind noch einige einfache Abstimmanordnungen für koaxiale Sperrleitungen angegeben. Mit einer verschiebbaren Metallhülse 5 (F i g. 8) kann die wirksame Leitungslänge h verändert werden. Der gleiche Effekt wird durch die Verkürzungskapazität eines beweglichen Metallringes 6 (F i g. 9) oder durch eine verschiebbare dielektrische Scheibe 7 (F i g. 10) erreicht. An dieser Stelle könnte eventuell zur Erhöhung der Bandbreite ein Ohmscher Belastungswiderstand hinzugefügt werden. Durch eine dielektrische Füllung mit großer Dielektrizitätskonstante ist auch eine wesentliche Verkürzung der Sperren möglich. Um auch in diesem Fall einen hohen Wellenwiderstand zu erreichen, ist der Innenleiter oder der Topf als Wendel auszubilden. Bei einem Rohrmast ist es möglich, die Sperrleitung in das Innere des Mastes zu setzen und sie mittels geeignet verteilter und dimensionierter Schlitze oder Koppelschleifen anzuregen.In the F i g. 8, 9 and 10 are still some simple tuning arrangements specified for coaxial blocking lines. With a sliding metal sleeve 5 (F i g. 8) the effective cable length h can be changed. The same effect will by the shortening capacity of a movable metal ring 6 (Fig. 9) or achieved by a slidable dielectric disc 7 (Fig. 10). At this Place could possibly use an ohmic load resistor to increase the bandwidth to be added. Thanks to a dielectric filling with a high dielectric constant it is also possible to shorten the locks significantly. To even in this case a high one To achieve wave resistance is the inner conductor or train the pot as a helix. With a tubular mast it is possible to use the blocking line to put inside the mast and use them appropriately distributed and dimensioned To stimulate slits or coupling loops.

In gleicher Weise wie bei einem Antennenmast kann die erfindungsgemäße Entkopplungsart mit Vorteil auch bei Abspannseilen angewendet werden.In the same way as with an antenna mast, the inventive The type of decoupling can also be used advantageously for guy ropes.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Antennenanordnung mit wenigstens einem Strahler und einem demgegenüber galvanisch bzw. kapazitiv getrennten Metallteil, wie einem Antennenmast oder ein Abspannseil für einen Antennenmast, das im Nahfeldbereich des Strahlers liegt und das mit Stromsperren versehen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das vom Strahler (1) getrennte Metallteil (2) mittels mehrerer im gegenseitigen elektrischen Abstand von 2H angeordneter Stromsperren (3) vom Impedanzwert R=j#Zs-tgkh für die Betriebswellen gegenüber dem Strahler (1) entkoppelt ist, daß der Impedanzwert R .derart groß gewählt ist, daß die einzelnen Stromsperien (3) zumindest näherungsweise gegeneinander entkoppelt sind, und daß die Stromsperren (3) folgender Dimensionierung genügen: Zs = Wellenwiderstand der als Stromsperre (3) dienenden Kurzschlußleitung; ZA = Wellenwiderstand der durch die Stromsperre (3) gebildeten, verlängerten Empfangsantenne; h = elektrische Länge der Kurzschlußleitung; Betriebswellenlänge. Claims: 1. Antenna arrangement with at least one radiator and a galvanically or capacitively separated metal part, such as an antenna mast or a guy rope for an antenna mast, which is located in the near field area of the radiator and which is provided with current blocks, characterized in that the radiator ( 1) separate metal part (2) is decoupled from the impedance value R = j # Zs-tgkh for the operating waves with respect to the radiator (1) by means of several current barriers (3) arranged at a mutual electrical distance of 2H, so that the impedance value R is selected so large that the individual current barriers (3) are at least approximately decoupled from one another, and that the current barriers (3) meet the following dimensions: Zs = characteristic impedance of the short-circuit line serving as the current block (3); ZA = wave impedance of the extended receiving antenna formed by the current barrier (3); h = electrical length of the short-circuit line; Operating wavelength. 2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsperren (3) symmetrisch zu einer durch den Strahler (1) festgelegten Symmetrieebene auf dem Metallteil (2) angeordnet sind. 2. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that that the current locks (3) symmetrically to one determined by the radiator (1) The plane of symmetry on the metal part (2) are arranged. 3. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Stromsperren (3) als einseitig offene Koaxialleitungen die offenen Leitungsenden nach der Symmetrieebene hin gerichtet sind und in der Symmetrieebene ein aus elektrisch leitendem Material bestehender Ring (4) vorgesehen ist. 3. Antenna arrangement according to claim 2, characterized in that when the current barriers (3) are designed as coaxial lines open on one side, the open line ends are directed towards the plane of symmetry and a ring (4) made of electrically conductive material is provided in the plane of symmetry. 4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsperren (3) im Innern des vom Strahler (1) getrennten Metallteiles (2) angeordnet und über Koppelvorrichtungen, vorzugsweise Loch- oder Schleifenkopplungen, mit dem Außenraum elektrisch verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 718 695, 886 770; französische Patentschrift Nr.1182113; »The A.R.R.L. Antenna Book«, erschienen 1949 in »The American Radio Relay League, Inc«, S. 92 und 93; »Zeitschrift für angewandte Physik«, 1953, H.6; S. 221 bis 231.4. Antenna arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the current barriers (3) inside the radiator (1) separate metal part (2) arranged and via coupling devices, preferably Hole or loop couplings that are electrically connected to the outside space. In Documents considered: German Patent Specifications No. 718 695, 886 770; French Patent No. 1182113; »The A.R.R.L. Antenna Book ”, published in 1949 in "The American Radio Relay League, Inc," pp. 92 and 93; »Journal for Applied Physics ”, 1953, volume 6; Pp. 221 to 231.
DE1959S0065060 1959-09-23 1959-09-23 Antenna arrangement Pending DE1264541B (en)

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