DE1301376B

DE1301376B - Antennenanordnung, insbesondere fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen

Info

Publication number: DE1301376B
Application number: DE1961S0074510
Authority: DE
Inventors: Meinke Prof Dr Hans
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-06-27
Filing date: 1961-06-27
Publication date: 1969-08-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung für kurze und sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einer, vor einer leitenden Gegengewichtsfläche angebrachten ellipsoidförmigen Dipolhälfte von nennenswerter Dicke im Vergleich zur Strahlerlänge und einer Länge von etwa einer Viertelwellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz, bei der auf der der Dipolhälfte zugewandten Seite der leitenden Fläche dielektrisches Material als Verzögerungsmittel für die Wellen derart angeordnet ist, daß das Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung in Abhängigkeit von der Frequenz einen vorgegebenen, insbesondere konstanten Verlauf hat, nach Patent 1085 928, -und bei der der Außenleiter der als Koaxialleitung ausgebildeten Antennenanschlußleitung in die leitende Gegengewichtsfläche und der Innenleiter in den Fußpunkt der Dipolhälfte übergehen.
In der deutschen Patentschrift 1109 748 ist dargelegt, daß sich mit bestimmten Formen einer Dipolhälfte erreichen läßt, daß deren Eingangsimpedanz gegenüber einer leitenden Fläche oberhalb einer Grenzfrequenz einem konstanten Wert zustrebt. Derartige Antennenanordnungen verhalten sich daher z. B. im Fall der Benutzung als Sendeantenne wie ein idealer Verbraucher mit Hochpaßcharakter. Wie in der deutschen Patentschrift 1085 928 dargelegt, zeigt sich bei derartigen Antennen jedoch, daß beim Betrieb innerhalb dieses großen Frequenzbereiches das Antennendiagramm störend freuqenzabhängig sein kann.
Gemäß der vorveröffentlichten Auslegeschrift (deutsche Auslegeschrift 1085 928) des Hauptpatentes wird die Vermeidung dieser störenden Strahlungsdiagrammverzerrungen erreicht, indem auf der der Dipolhälfte zugewandten Seite der leitenden Fläche Verzögerungsmittel für die Wellen derart angeordnet sind, daß das Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung in Abhängigkeit von der Frequenz einen vorgegebenen, insbesondere konstanten Verlauf hat. Diese Verzögerungsmittel bestehen nach dem Hauptpatent insbesondere aus dielektrischem Material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Anordnung unter Angabe einer einfachen Form des Verzögerungsmittels dahingehend zu verbessern, daß Reflexionen zur Antennenspeiseleitung hin und störende Nebenmaxima im Strahlungsdiagramm vermieden werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Antennenanordnung für kurze und sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einer, vor einer leitenden Gegen- ; gewichtsflache angebrachten ellipsiodförmigen Dipolhälfte von nennenswerter Dicke im Vergleich zur Strahlerlänge und einer Länge von etwa einer Viertelwellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz, bei der auf der der Dipolhälfte zugewandten Seite der ; leitenden Fläche dielektrisches Material als Verzögerungsmittel für die Wellen derart angeordnet ist, daß das Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung in Abhängigkeit von der Frequenz einen vorgegebenen, insbesondere konstanten Verlauf hat, nach Patent i 1085 928, und bei der der Außenleiter der als Koaxialleitung ausgebildeten Antennenanschlußleitung in die leitende Gegengewichtsfläche und der Innenleiter in den Fußpunkt der Dipolhälfte übergehen, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich das di- t elektrische Material vom Fußpunkt der Dipolhälfte aus elektrisch kontinuierlich auch in die Antennenanschlußleitung erstreckt. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß das dielektrische Material außerhalb der Antennenanschlußleitung als etwa tellerförmiger Körper ausgebildet ist, der in der Nähe des Fußpunktes der Dipolhälfte und im Bereich des Tellerrandes gegenüber der übrigen Tellerfläche verdickt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material außerhalb der Antennenanschlußleitung die Form einer auf der leitenden Fläche einseitig anliegenden, flachen Scheibe hat, an deren Rand das dielektrische Material kontinuierlich von der leitenden Fläche weggezogen ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber den eingangs genannten Formen für das Verzögerungsmittel eine einfache Gestalt und es wird vor allem in vorteilhafter Weise vermieden, daß im Raum zwischen dem Inneleiter der Speiseleitung und dem Verzögerungsmittel störende Reflexionen entstehen. Ferner werden durch die vorgeschlagenen Formen für das Verzögerungsmittel größere frequenzabhängige Nebenmaxima im Strahlungsdiagramm vermieden.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die F i g. 1 zeigt eine keulenförmige Dipolhälfte 1, die über einer leitenden Fläche (Grundebene) 2 angeordnet ist und in ihrem Fußpunkt 6 in den Innenleiter 3 einer Koaxialleitung übergeht, deren Außenleiter 4 entweder sprungartig oder stetig in die leitende Fläche 2 ausläuft. Zur Verzögerung der Wellen in der im Hauptpatent angegebenen Weise ist ein scheibenförmiger Körper 5 aus dielektrischem Material vorgesehen, der sich im Strahlerfußpunkt 6 kontinuierlich von der Dipolhälfte 1 ablöst und scheibenförmig nach außen erstreckt. Dieses dielektrische Material 5 geht vom Strahlerfußpunkt aus in den Raum zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 4 elektrisch kontinuierlich über, so daß an dieser Stelle keine Reflexionen mehr entstehen können. Die Durchmesser des Innenleiters 3 und des Außenleiters 4 sind dabei in Abhängigkeit von der Dielektrizitätskonstante des verwendeten dielektrischen Materials 5 vorzugsweise derart gewählt, daß sich für die Koaxialleitung 3, 4 ein Wellenwiderstandswert in der Größenordnung zwischen etwa 45 und 60 Ohm ergibt. Am Scheibenrand ist das dielektrische Material s kontinuierlich von der leitenden Fläche 2 weggezogen, um auch an dieser Stelle Reflexionen zu vermeiden.
Die dargestellte Form vermindert vor allem das Auftreten großer frequenzabhängiger Nebenmaxima im Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung. Wenn auch die etwas kleineren frequenzabhängigen Nebenmaxima in einem größeren Frequenzbereich noch gut ausgeglichen werden sollen, so empfiehlt sich eine Ausführungsform nach der F i g. 2, in der bezüglich der F i g. 1 gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das dielektrische Material hat in diesem Fall die Form eines Tellers, der in der Nähe des Strahlerfußpunktes 6 eine Verdickung 7 und am Tellerrand eine Verdickung 8 aufweist. Vor allem die Verdickung 8 kann als eine Art dielektrische Linse aufgefaßt werden, die im wesentlichen auf die Verminderung kleinerer Nebenmaxima hin zu dimensionieren ist.
Prinzipiell kann die Anordnung nach der F i g. 1 als geeignet zur Durchführung einer Phasenkorrektur in Abhängigkeit von der Frequenz aufgefaßt werden, während die Anordnung nach der F i g. 2 zu der Phasenkorrektur noch eine Verminderung der kleinen Nebenmaxima im Strahlungsdiagramm bringt.

Claims

Patentansprüche: 1. Antennenanordnung für kurze und sehr kurze elektromagnetische Wellen mit einer, vor einer leitenden Gegengewichtsfläche angebrachten ellipsoidförmigen Dipolhälfte von nennenswerter Dicke im Vergleich zur Strahlerlänge und einer Länge von etwa einer Viertelwellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz, bei der auf der der Dipolhälfte zugewandten Seite der leitenden Fläche dielektrisches Material als Verzögerungsmittel für die Wellen derart angeordnet ist, daß das Strahlungsdiagramm der Antennenanordnung in Abhängigkeit von der Frequenz einen vorgegebenen, insbesondere konstanten Verlauf hat, nach Patent 1085 928, und bei der der Außenleiter der als Koaxialleitung ausgebildeten Antennenanschlußleitung in die leitende Gegengewichtsfläche und der Innenleiter in den Fußpunkt der Dipolhälfte übergehen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich das dielektrische Material vom Fußpunkt der Dipolhälfte aus elektrisch kontinuierlich auch in die Antennenanschlußleitung erstreckt.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material außerhalb der Antennenanschlußleitung als etwa tellerförmiger Körper ausgebildet ist, der in der Nähe des Fußpunktes der Dipolhälfte und im Bereich des Tellerrandes gegenüber der übrigen Tellerfläche verdickt ist.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material außerhalb der Antennenanschlußleitung die Form einer auf der leitenden Fläche einseitig anliegenden, flachen Scheibe hat, an deren Rand das dielektrische Material kontinuierlich von der leitenden Fläche weggezogen ist.