DE547216C

DE547216C - Shortwave antenna

Info

Publication number: DE547216C
Application number: DER80189D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1928-12-24
Filing date: 1929-12-24
Publication date: 1932-03-19
Also published as: NL36719C; US1927522A

Description

Kurzwellenantennen haben den Nachteil, daß sie genau auf die Arbeitsfrequenz abgestimmt sein müssen und daß Anpassungsimpedanzen zwischen der Antenne und ihrer Zuleitung benötigt werden. Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung ganz oder zum Teil vermieden. Bei einer erfindungsgemäßen Antenne bestehen die wirksamen Antennenabschnitte aus zwei divergierenden, sich über mehrere Wellenlängen erstreckenden Abschnitten. Die gewünschte Strahlung erfolgt in der Richtung der Achse der beiden Leiter und wird durch die fortschreitende Energiewelle in den divergierenden Leitern verursacht. Reflexion verursacht in den Leitern stehende Wellen und bewirkt dadurch eine seitliche Strahlung. Trotzdem ist die Strahlung in der Richtung der Antenne noch beträchtlich größerShortwave antennas have the disadvantage that they are precisely matched to the working frequency must be and that matching impedances are required between the antenna and its supply line. These disadvantages are avoided in whole or in part by the present invention. In an inventive Antenna, the effective antenna sections consist of two diverging, extending over several wavelengths extending sections. The desired radiation occurs in the direction of the axis of the two conductors and is due to the advancing wave of energy in the diverging one Ladders caused. Reflection causes standing waves in the conductors and causes thereby a lateral radiation. Nevertheless, the radiation in the direction of the antenna is still considerably greater

ao als die einer einfachen Dipolantenne. Es ist jedoch zweckmäßig, das Auftreten stehender Wellen zu verhindern. Bei einer Sendeantenne ist es nicht tunlich, stehende Wellen dadurch zu vermeiden, daß man die Enden der Antenne durch einen Widerstand verbindet, wegen der dadurch bedingten Energieverluste.ao than that of a simple dipole antenna. However, it is expedient to occur to prevent standing waves. With a transmitting antenna, it is not feasible to avoid standing waves by the ends of the antenna are connected by a resistor because of the resulting Energy losses.

Um stehende Wellen zu verringern, wird die Reflexion an den Antennenenden dadurch vermindert, daß soviel als möglich von der der Antenne zugeführten Energie ausgestrahlt wird. Das bloße Vergrößern der Antennen ohne Vergrößerung des Abstandes bedingt Verringerung des Divergenzwinkels und vermehrt nicht die Strahlung, während andererseits Vergrößerung der Länge und Beibehaltung desselben Divergenzwinkels zu einem weiten Abstand führt, was eine ungünstige Konstruktion ist.In order to reduce standing waves, the reflection at the antenna ends is thereby reduced reduces as much of the energy supplied to the antenna as possible being radiated will. The mere enlargement of the antennas without increasing the distance causes a reduction in the angle of divergence and an increase not the radiation, while on the other hand increasing the length and maintaining it of the same angle of divergence leads to a wide distance, which is an inconvenient construction.

Um diese Nachteile zu beseitigen, werden mehrere Antennen verwendet, die abwechselnd aus divergierenden und konvergierenden Leitern bestehen, die mit den Enden so aneinandergelegt sind, so daß sie sich in ihrer Strahlung addieren.To overcome these disadvantages, several antennas are used, which alternate consist of diverging and converging conductors with the ends so laid together are so that they add up in their radiation.

Versuche haben gezeigt, daß konvergierende Leiter ebenso wie divergierende Leiter Energie in Richtung der Mittelachse ausstrahlen, daß aber diese Strahlung in entgegengesetzter Phase erfolgt. Die Antenne kann deshalb aus mehreren Leiterpaaren bestehen, die abwechselnd divergieren und konvergieren, wenn in geeigneter Weise die Phase der zugeführten Energie umgekehrt wird.Experiments have shown that converging conductors as well as diverging conductors Radiate energy in the direction of the central axis, but this radiation in the opposite direction Phase takes place. The antenna can therefore consist of several pairs of conductors that alternately diverge and converge, when the phase of the supplied energy is reversed in a suitable manner.

Die Erfindung eignet sich sowohl für Sende- als auch für Empfangsantennen.The invention is suitable for both transmitting and receiving antennas.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind auf der Zeichnung in fünf Abbildungen dargestellt,Several embodiments of the invention are shown in the drawing in five figures shown,

Abb. ι und 2 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen. Fig. Ι and 2 show two different embodiments.

Abb. 3 zeigt mehrere divergierende und konvergierende Antennen.
Abb. 4 ist ein Schnitt nach 4-4 von Abb. 3 Abb. 5 ist eine Abänderung der Abb. 3 mit einer anderen Phasenumkehranordnung.Fig. 3 shows several diverging and converging antennas.
Figure 4 is a section along 4-4 of Figure 3; Figure 5 is a modification of Figure 3 with a different phase inversion arrangement.

Die Antenne gemäß Abb. 1 besteht aus zwei Leitern 2, 4, die mit einer Speiseleitung 6 an Punkten 8 und 10 verbunden sind, die den Abstand der Speiseleiter besitzen. Von diesen Punkten divergieren die Leitungen 2 und 4 nach den Punkten 12 und 14 zu, und zwar zweckmäßig auf einer Kurve, die nach einem Exponentialgesetz verläuft. Versuche haben jedoch ergeben, da'ß auch mit geradlinigen Leitern zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Bei dieser Antenne ist keine Ausgleichsimpedanz notwendig, so daß in der Praxis die Antenne sehr einfach aufgebaut werden kann. Jeder Energiebetrag, der nicht ausgestrahlt ist, wenn die fortschreitende Welle das Ende der Antenne erreicht, wird reflektiert und verursacht eine stehende Teilwelle, die längs der Leitung 6 zurückfließt. Wenn die Speiseleitung kurz ist, ist dies unwesentlich; ist die Speiseleitung aber lang und die Antenne selber verhältnismäßig klein, so daß nur ein kleiner Teil der Energie ausgestrahlt wird, kann es sich als zweckmäßig erweisen, zwischen der Zuleitung und der Antenne einen Impedanzausgleich anzuordnen, wie in Abb. 2 durch 16 angedeutet ist.The antenna according to Fig. 1 consists of two conductors 2, 4, which are connected to a feed line 6 Points 8 and 10 are connected, which have the spacing of the feeder. Of these Points diverge lines 2 and 4 to points 12 and 14, namely expediently on a curve that runs according to an exponential law. Have attempts however, show that even with straight ladders, satisfactory results are obtained will. With this antenna no equalizing impedance is necessary, so that in the Practice the antenna can be set up very easily. Any amount of energy that doesn't is emitted when the advancing wave reaches the end of the antenna reflects and causes a standing partial wave that flows back along the line 6. If the feed line is short, this is immaterial; but the feed line is long and the antenna itself is relatively small, so that only a small part of the energy is radiated it may prove useful between the feed line and the antenna to arrange an impedance equalization, as indicated by 16 in Fig. 2.

Wenn statt dessen die Antenne so bemessen ist, daß sie mehr Energie ausstrahlt, wird die stehende Welle verringert, so daß man von einem Impedanzausgleich absehen kann. Hierzu verwendet man zweckmäßigerweise Antennen mit mehreren divergierenden und konvergierenden, aufeinanderfolgenden Antennenabschnitten, wie sie in Abb. 3 und 5 dargestellt sind.If instead the antenna is sized to radiate more energy, the standing wave is reduced, so that one can dispense with an impedance equalization. For this it is advisable to use antennas with several diverging and converging, successive antenna sections, as shown in Fig. 3 and 5.

In Abb. 3 ist ein Sender 20 durch eine Leitung 24 mit einer divergierenden Antenne 22 ⁴*> verbunden, der ein konvergierender Antennenabschnitt 42 folgt, der mit 22 durch die Leiter 26 und 28 gekoppelt ist. Der Abstand zwischen diesen Leitern wird konstant gehalten, so daß sie praktisch nicht strahlen, dagegen sind sie gekreuzt, um die Phase der Energie umzukehren, die von 22 auf 42 übertragen wird. Zu diesem Zweck ist die Leitung, wie Abb. 4 erkennen läßt, im Verlauf einer Schraubenlinie geführt, deren Steigung hinreichend groß ist, so daß der räumliche Abstand zwischen den Anfangs- und Endpunkten der Antennen 22 und 42 im wesentlichen gleich der Länge des Weges längs der Leiter 26 und 28 ist; dann fallen die Phasen Her imRaum und der derauf den Leitern26und 28 fortschreitenden Energiewelle zusammen.In Figure 3, a transmitter 20 is connected by a line 24 to a diverging antenna 22 ⁴ *> which is followed by a converging antenna section 42 which is coupled to 22 by conductors 26 and 28. The distance between these conductors is kept constant so that they practically do not radiate, but they are crossed to reverse the phase of the energy transmitted from 22 to 42. For this purpose, the line, as can be seen in Fig. 4, is guided in the course of a helical line, the pitch of which is sufficiently large so that the spatial distance between the start and end points of the antennas 22 and 42 is essentially equal to the length of the path along the conductor is 26 and 28; then the phases Her in space and that of the energy wave advancing on conductors 26 and 28 coincide.

Auf den konvergierenden Antennenabschnitt 42 folgt unter Zwischenschaltung von Phasen umkehrenden gekreuzten Leitungen 32 und 34 ein divergierender Antennenabschnitt 30.The converging antenna section 42 follows with the interposition of phases reversing crossed lines 32 and 34 a diverging antenna section 30.

Bei der Anordnung gemäß Abb. 5 ist der Sender 20 durch eine Übertragerleitung 24 mit dem divergierenden Antennenabschnitt 22 verbunden, dem dann ein konvergierender Antennenabschnitt 42 und dann wieder ein divergierender Abschnitt 30 folgen. In diesem Falle sind jedoch die Abschnitte 22 und 42 durch die Leitungen 40 und 44 miteinander verbunden, die eine halbe Wellenlänge lang und U-förmig gebogen sind, ersteres zum Zwecke der Phasenumkehr, letzteres zur Verhinderung der Strahlen. Der Verbindung zwischen den Antennen 42 und 30 erfolgt durch einfache Kreuzung unter Zwischenschaltung eines Isolators.In the arrangement according to FIG. 5, the transmitter 20 is connected by a transmission line 24 connected to the diverging antenna section 22, which is then a converging Antenna section 42 and then again a diverging section 30 follow. In this However, the sections 22 and 42 are trapped by the lines 40 and 44 with one another connected, which are half a wavelength long and bent in a U-shape, the former for the purpose of phase inversion, the latter for Prevention of rays. The connection between the antennas 42 and 30 takes place by simple crossing with the interposition of an isolator.

Wenn die Leitungen, in einer waagerechten Ebene liegen, hat eine stehende Welle die Tendenz, horizontal seitlich zu strahlen. Durch Anordnung der Leitungen in einer senkrechten. Ebene kann man Richtcharakteristiken in der Horizontalebene ohne Beeinflussung durch die stehenden Wellen erhalten, jedoch ist es selbst in solchen Fällen wünschenswert, den Verlust der dadurch ausgestrahlten Energie zu verhindern und deshalb die Länge der Leiter oder die Anzahl der Antennenabschnitte genügend groß zu machen, um Ausbildung stehender Wellen zu verhindern. If the lines lie in a horizontal plane, a standing wave has the Tendency to radiate horizontally from the side. By arranging the lines in a vertical. One can have directional characteristics in the horizontal plane without influencing them obtained by the standing waves, however, even in such cases it is desirable to prevent the loss of the energy radiated thereby and therefore the length of the conductors or the number of antenna sections To be made large enough to prevent standing waves from forming.

Die Divergenz der aufeinanderfolgenden Abschnitte läßt man zweckmäßig allmählich zunehmen, und den Abstand am offenen Ende wählt man zweckmäßig in der Größenordnung von ¹Z₅ der Länge des Abschnittes, die zweckmäßig in der Größenordnung von 5 bis 10 Wellenlängen gewählt wird. Die Polarisationsebene der ausgestrahlten Energie fällt mit der Ebene der Leitungen zusammen, so daß die Energie, wenn die Leitungen in einer waagerechten Ebene liegen, mit waagerechter Polarisation und wenn sie' in einer senkrechten Ebene liegen, mit senkrechter Polarisation ausgestrahlt wird.The divergence of the successive sections is expediently allowed to increase gradually, and the distance at the open end is expediently selected in the order of magnitude of ^{1 to} _{5 of} the length of the portion, which is expediently chosen in the order of magnitude of 5 to 10 wavelengths. The plane of polarization of the emitted energy coincides with the plane of the lines, so that the energy is radiated with horizontal polarization when the lines are in a horizontal plane and with vertical polarization when they are in a vertical plane.

Naturgemäß kann man zur Verbesserung der Richtwirkung mehrere Antennen nebeneinander senkrecht zur Verkehrsrichtung anordnen. Naturally, several antennas can be placed next to one another to improve the directional effect Arrange perpendicular to the direction of traffic.

Claims

Patent claims:

1. Shortwave antenna, characterized in that the effective antenna sections consist of two divergent conductors that are open at their ends and extend over several wavelengths. '

2. Arrangement according to claim 1, there-

characterized in that the effective conductor sections in the form of an exponential curve are led.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the diverging section adjoins a converging section.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the length of the radiating sections is 5 to 10 wavelengths.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the greatest distance of the two diverging conductors is about 7b of their length.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the converging and diverging sections are interconnected by crossed, radiation-free conductors.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the crossed Sections in the form of a helical double line are guided in such a way that the path of the waves in the Space and along the line results in essentially the same phase difference.

8. Arrangement according to claim 6, characterized in that the diverging and converging sections by a U-shaped executed radiation-free Section are connected.

1 sheet of drawings