DE1166297B

DE1166297B - Axial strahlende Wendelantenne

Info

Publication number: DE1166297B
Application number: DE19611166297D
Authority: DE
Inventors: El-Ing Alfred Kaech
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1961-10-06
Filing date: 1961-10-27
Publication date: 1964-03-26
Also published as: NL283937A; FR1335403A; CH391803A; GB1012738A; US3184747A; SE320421B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H04d

Deutsche Kl.: 21 a4 - 46/05

Nummer: 1166 297

Aktenzeichen: P 28110 IX d / 21 a4

Arrmeldetag: 27. Oktober 1961

Auslegetag: 26. März 1964

Die Erfindung betrifft eine axial strahlende Wendelantenne.

Wendelantennen, welche die elektromagnetische Energie vorwiegend in axialer Richtung ausstrahlen, sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Drahtwendel, deren Anfang mit der Speiseleitung, beispielsweise dem Innenleiter einer koaxialen Leitung, verbunden ist. In der Nähe der Verbindungsstelle der Speiseleitung mit der Wendel ist meist eine senkrecht zur Wendelachse stehende Reflektorscheibe vorgesehen, durch welche der Innenleiter der Speiseleitung geführt ist und an welche der Außenleiter angeschlossen ist. Die Abstrahlung erfolgt axial vom Speisepunkt aus in Richtung der Wendel (Vorwärtsrichtung), wobei die Strahlung vorwiegend zirkulär polarisiert ist.

Die Abmessungen einer derartigen Wendelantenne sind wegen ihrer großen Bandbreite weitgehend unkritisch. Damit die Erregung im sogenannten Axial-Feldtyp erfolgt und nicht im Grund-Feldtyp, welcher eine seitliche Strahlung ergäbe, soll der mittlere Wendeldurchmesser zwischen λ/3 und 1/4 liegen (λ = Betriebswellenlänge im freien Raum). Ferner soll der Steigungswinkel der Wendel innerhalb bestimmter Grenzen, beispielsweise 10 bis 15° liegen. Die Reflektorscheibe, ohne welche die Strahlung diffus, d. h. stark elliptisch polarisiert und sowohl vorwärts als auch rückwärts gerichtet ist, soll einen Durchmesser von etwa einer Wellenlänge aufweisen. Auf alle Fälle muß der Durchmesser der Reflektorscheibe größer als λ/2 sein, damit die Abstrahlung der Energie genügend gebündelt in Vorwärtsrichtung erfolgt.

Die Bündelung der von einer mit einem Reflektor versehenen Wendelantenne abgestrahlten Energie kann ferner durch die Zahl der Windungen der Wendel wie auch durch den Windungsabstand beeinflußt werden. Es ist ferner bekannt, den Windungsabstand und/oder den Windungsdurchmesser längs der Wendel ungleichmäßig zu wählen. Es ist auch bekannt, zur Verbesserung der Strahlungseigenschaften zwei Wendeln ineinander anzuordnen. Werden zwei Wendeln gegenläufig hintereinander angeordnet, so ist die Strahlung linear polarisiert.

Für verschiedene Zwecke, wie beispielsweise als Primärstrahler in Parabolantennen, werden Antennen benötigt, deren axiales Strahlungsfeld gegen die Öffnung des Parabolspiegels gerichtet ist. Es ist bekannt, für derartige Zwecke bei einer vorwärts strahlenden Wendelantenne die koaxiale Speiseleitung vom freien Ende her axial durch die Wendel hindurch Axial strahlende Wendelantenne

Anmelder:
»PATELHOLD«

Patentverwertungs- & Elektro-Holding A. G.,
Glarus (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

El.-Ing. Alfred Käch, Nussbaumen, Baden
(Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
_ao Schweiz vom 6. Oktober 1961 (11 600)

zu der bei der Reflektorscheibe liegenden Ein-Speisungsstelle zu führen, ohne daß dadurch das Strahlungsverhalten der Wendelantenne wesentlich verändert wird.

Diese Antennenanordnung weist aber mehrere Nachteile auf. Wendelantennen mit Reflektoren erhalten im tieferen Frequenzgebiet von beispielsweise 100 bis 300 MHz beträchtliche Abmessungen, so daß dort ihre Verwendung vielfach nicht möglich ist. Zudem schattet die Reflektorscheibe einen beträchtlichen Teil der Spiegelfläche ab und vermindert dadurch den Wirkungsgrad der Antenne. Ferner ist es wünschenswert, die mechanische Halterung der Wendel und des Reflektors mittels der in der Wendelachse liegenden koaxialen Speiseleitung vorzunehmen. Da aber für eine ungestörte Strahlung der Außendurchmesser der Koaxialleitung bekanntlich nur etwa 20% des Wendeldurchmessers betragen sollte, wird er insbesondere bei hohen Frequenzen dermaßen klein, daß die erforderliche mechanische Festigkeit nicht mehr gewährleistet ist. Diese ist um so mehr der Fall, als noch unkontrollierbare Einflüsse wie Schnee- und Winddruck auf die Reflektorscheibe, an der üblicherweise noch eine die Wendel umschließende Schutzhülle befestigt ist, hinzukommen können. Wenn beispielsweise bei einer Wendelantenne für das Frequenzgebiet um 7000 MHz der mittlere Wendeldurchmesser 12 mm beträgt, so erhält man für den günstigsten Außendurchmesser der

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insbesondere zwischen den Werten 2/3 und 2/4, zu wählen. Scheibe und Wendel müssen jedoch keineswegs exakt den gleichen Durchmesser aufweisen. Im erwähnten Durchmesserbereich kann der Durch-5 messer der Scheibe an der oberen und derjenige der Wendel an der unteren Grenze liegen, und umgekehrt. Sehr günstige Abstrahlungsverhältnisse ergeben sich, wenn beide Durchmesser gleich groß sind und 0,3 2 betragen.

Der mittlere Windungsabstand ist ebenfalls unkritisch und kann zwischen 2/3 und 2/15 liegen. Bei kleinerem Windungsabstand ist der Richtstrahl etwas enger gebündelt. Mit Vorteil wird der mittlere Windungsabstand zu 2/5 gewählt. Für den Windungs

koaxialen Speiseleitung bloß 2,4 mm, während die Reflektorscheibe einen Durchmesser von etwa 40 mm aufweist. Zudem bietet die Verwirklichung einer Koaxialleitung mit derart kleinen Abmessungen, beispielsweise für einen Wellenwiderstand von 50 Ohm, auch aus elektrischen Gründen erhebliche Schwierigkeiten. Es zeigt sich auch, daß die mit einer Refiektorscheibe versehene Wendelantenne ein in vielen Fällen ungenügendes Verhältnis der Vor- zur Rückwärtsstrahlung aufweist, das ohne wesentliche Ver- io größerung der Reflektorscheibe nicht verbessert werden kann.

Zweck der Erfindung ist es, eine Wendelantennenanordnung aufzuzeigen, deren Strahlung vorwiegend

in der axialen Rückwärtsrichtung erfolgt, d. h. ent- 15 abstand besteht sowohl ein unterer wie auch ein gegen der vom Speisepunkt aus in Richtung der oberer Grenzwert, bei welchem die Strahlung nicht Wendel weisenden Vorwärtsrichtung und welche die mehr axial gerichtet ist. Bei sehr geringem Winerwähnten Nachteile nicht aufweist. dungsabstand verhält sich die Wendel wie ein

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß homogener Metallzylinder. Der Grenzwert, bei bei einer Verkleinerung des üblichen Reflektordurch- 20 welchem noch bzw. schon eine ausgeprägte Richtmessers einer Wendelantenne die Strahlung anfänglich strahlung festgestellt werden kann, liegt angenähert diffus wird, bei einer weiteren Verkleinerung des bei 2/6 α. Dieser Grenzfall ist daran zu erkennen, Reflektors aber in eine axial rückwärts gerichtete daß das freie Wendelende nicht mehr entkoppelt ist, Strahlung übergeht und die Scheibe deshalb nicht wobei sich beispielsweise in Funktion der Frequenz mehr als Reflektor, sondern als Direktor wirkt. Die 25 die Fußpunktimpedanz der Antenne stark ändert, axial strahlende Wendelantenne, an deren einem mit Bei zu großem Windungsabstand nähern sich die

Strahlungseigenschaften der Wendel denjenigen eines gestreckten Drahtes, so daß die rückwärts gerichtete Strahlung ebenfalls verschwindet.

30 Von geringem Einfluß ist auch der Drahtdurchmesser der Wendel. Der günstigste Wert liegt zwischen λ/100 und /./20, wobei der kleinere Wert mit Vorteil für größere Wellenlängen gewählt wird. In Fig. 1 besteht die Wendel aus Draht mit zylin-Anfang mit der Speiseleitung, nämlich mit dem 35 drischem Querschnitt. Statt dessen kann aber auch Innenleiter 2 einer koaxialen Leitung verbunden ist. ein bandförmiger Leiter verwendet werden, welcher

beispielsweise in gedruckter Schaltung auf einem Isolierstoffkern oder auf der Innenseite einer die Wendel umschließenden Schutzhülle aus Isolierstoff 40 an^bracht ist. Ferner kann die Wendel in einen i solit rstoffkern eingepreßt oder eingegossen sein.

In ⁷ig. 1 ist das radiale Verbindungsstück 6 vom Innenkiter der koaxialen Speiseleitung zur Wendel unter aem Anstiegswinkel η eingezeichnet. Dieser artigen Wendelantenne erfolgt die Abstrahlung der 45 muß bekanntlich bei der Wendelantenne mit Reflek-Energie axial gebündelt in Rückwärtsrichtung, d. h. torscheibe etwa K) bis 15- betragen, damit man in von der Einspeisungsstelle aus gesehen in der zur der Vorwärtsrichtung optimale Strahlungsverhält-Wendel entgegengesetzten, mit einem Pfeil an- nisse erhält. Auch" bei der erfindungsgemäßen gedeuteten Richtung. Wird der Durchmesser der Wendelantenne ist insbesondere für eine gute Direktorscheibe wesentlich größer als λ/2 gewählt 50 Rotationssymmetrie des Strahlungsfeldes bezüglich (/. = Betriebswellenlänge im freien Raum), so geht der Wendelachse die Anordnung des Wendeldrahtes mit zunehmendem Scheibendurchmesser die rück- in der Umgebung der Einspeisungsstelle und der wärts gerichtete Strahlung über eine diffuse Strah- Direktorscheibe von Bedeutung. Ein besonders günlung in die bekannte vorwärts gerichtete Strahlung stiges Verhalten ergibt sich, wenn das radiale Verder Wendelantenne mit Reflektorscheibe über. Bei 55 bindungsstück vom Innenleiter der Speiseleitung zu: der rückwärts strählenden Wendelantenne wirkt die Wendel und wenigstens ein Teil der ersten Windung bei dem mit der Speiseleitung verbundenen Wendel- in einer zur Direktorscheibe parallelen Ebene liegen, anfang angebrachte Scheibe demnach nicht als so daß insbesondere der Anstiegswinkel des Wendel-Reflektor, sondern als Direktor der elektromagne- anfangs Null ist. Mit Vorteil verläuft hierbei der tischen Energie. Wenn der Durchmesser der Direktor- 60 übergang von dem in einer zur Direktorscheibe scheibe kleiner als etwa 2/10 ist oder überhaupt parallelen Ebene liegenden Teil der Wendel zum keine Scheibe vorhanden ist, so ist die Strahlung ansteigenden Teil stetig. In F i g. 2 ist eine derartige ebenfalls diffus. Wendelantenne gezeigt. Das mit dem Innenleiter 2

Es ist vorteilhaft, zur Erreichung einer ausgegliche- verbundene radiale Verbindungsstück 6 zum Anfang nen Strahlungscharakteristik und eines günstigen 65 der Wendel 1 sowie ungefähr ein Viertel bis die Verhältnisses der Rück- zur Vorwärtsstrahlung den Hälfte der ersten Windung der Wendel liegen Durchmesser der Direktorscheibe mindestens an- parallel zur Direktorscheibe 3, wobei der parallel zur genähert gleich dem mittleren Wendeldurchmesser, Direktorscheibe liegende Teil der Wendel stetig in

der Speiseleitung verbundenem Ende eine Scheibe angebracht ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibendurchmesser kleiner als die halbe Betriebswellenränge im freien Raum ist (Direktorscheibe).

An Hand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen soll im folgenden die Erfindung näher beschrieben werden.

In Fig. 1 ist mit 1 die Wendel bezeichnet, deren

Bei dem mit der Speiseleitung verbundenen Wendelanfang ist eine Direktorscheibe 3 angebracht, dui Ί welche der Innenleiter geführt ist und die mit de Außenleiter 4 der koaxialen Speiseleitung verbünde, ist. Mit 5 ist die Isolation zwischen Innen- und Außenleiter bezeichnet. Der Durchmesser der Direktorscheibe ist erfindungsgemäß kleiner als die halbe Betriebswellenlänge im freien Raum. Bei einer der-

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den mit konstantem Windungsabstand ansteigenden bleibt hierbei für jeden Azimutalwinkel innerhalb Teil übergeht. Der Abstand des in einer Ebene eines Frequenzbereiches mit dem genannten Verparallel zur Direktorscheibe liegenden Drahtstückes hältnis von 1,5 erhalten. Dagegen ist das Verhältnis von der Direktorscheibe ist von der Größenordnung der Rück- zur Vorwärtsstrahlung frequenzabhängig, der Drahtstärke der Wendel. Das radiale Ver- 5 da für die Größe der restlichen Vorwärtsstrahlung bindungsstück 6 läßt sich ferner in bekannter Weise auch noch der Windungsabstand, der Wendeldurchals Transformationsleitung zur Anpassung des messer und in geringem Maß auch der Abstand des Strahlungswiderstandes der Antenne an den Wellen- Wendelanfangs von der Direktorscheibe von Einfluß widerstand der Speiseleitung einrichten. sind. Für das genannte Frequenzverhältnis von 1,5

Die weiteren, in den Fig. 3 bis 5 dargestellten io läßt sich ein Verhältnis der Rück- zur Vorwärts-Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich in strahlung von 15 bis 20 db an den Bereichsgrenzen der Ausbildung der Direktorscheibe. In F i g. 3 wird und, im Gegensatz zu den bekannten vorwärts strahdie Direktorscheibe unmittelbar durch die Stirn- lenden Wendelantennen mit Reflektor, ein Verhältnis fläche des Außenleiters 4 gebildet. Die Außenleiter von mehr als 30 db in der Bereichsmitte erzielen. Der erhält dadurch eine besonders große Wandstärke, so 15 Antennengewinn beträgt je nach Abstand der Windaß die Speiseleitung mechanisch stabil ist und als düngen der Wendel 6 bis 9 db, bezogen auf einen tragendes Element der Wendelantenne dienen kann. isotropen Strahler. Der Strahlungswiderstand der Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist zwischen Antenne liegt zwischen 100 und 150 0hm wie bei dem Außenmantel der Speiseleitung und der Direktor- den bekannten Antennen mit Reflektorscheibe. Eine scheibe eine Mantelwellensperre 7 angebracht. Im 20 rückwärts strahlende Wendelantenne mit den geBeispiel nach Fig. 5 verjüngt sich der Außendurch- nannten Eigenschaften weist für den Frequenzbereich messer der Speiseleitung konisch zur Direktor- von 6000 bis 9000 MHz beispielsweise die folgenden scheibe hin. Die Ausbildungsform der Speiseleitung Abmessungen auf: in der Nähe der Direktorscheibe hat vor allem auf
das Verhältnis der Rück- zur Vorwärtsstrahlung einen 25 Außendurchmesser der Wendel .. 13,5 mm

Einfluß, wobei die Ausführung nach Fig. 5 be- Wndungsabstand 8mm

sonders günstig ist. Auch mit der Dicke der Direktor- „. , . , , , „. , , , _

scheibe kann innerhalb gewisser Grenzen die rest- Drahtdurchmesser der Wendel .. 1,5 mm

liehe Vorwärtsstrahlung beeinflußt werden, indem Windungszahl 5 mm

sowohl für sehr dünne wie auch sehr dicke Scheiben 30 Durchmesser der Direktorscheibe 12 mm die Vorwärtsstrahlung wieder zunimmt. In bekannter

Weise kann die Scheibe auch Löcher enthalten oder ^{Dicke der} Direktorscheibe 1,7 mm

aus einem Drahtgitter bestehen.

Die rückwärts strahlende Wendelantenne gemäß Die Einspeisung kann auch durch die Wendel

der Erfindung ist breitbandig. Es kann mit ihr ohne 35 hindurch von der offenen Wendelseite her erfolgen, weiteres ein Frequenzband mit einem Frequenz- Dabei darf der Außendurchmesser der Speiseleitung verhältnis von 1,5 überstrichen werden, ohne daß bis zur Hälfte des Wendelinnendurchmessers besieh die Strahlungscharakteristik oder der Strah- tragen, ohne daß die Strahlungseigenschaften der Anlungswiderstand wesentlich verändern. Dabei wird tenne nennenswert beeinträchtigt werden. In Fig. 6 praktisch die volle Energie bereits durch die erste, der 40 ist eine derartige Anordnung gezeigt. Mit 1 ist wieder Direktorscheibe am nächsten liegende Windung der die Wendel bezeichnet, deren Anfang mit dem Innen-Wendel abgestrahlt. Die nachfolgenden Windungen leiter 2 der koaxialen Speiseleitung verbunden ist, vermindern vorwiegend die restliche, in Vorwärts- die in der Achse durch die Wendel hindurchgeführt richtung abgestrahlte Energie. Mehr als fünf Windun- ist. Mit 4 ist der rohrförmige Außenleiter bezeichnet, gen sind nur bei extrem kleinem Windungsabstand 45 in welchem mittels des Isoliermaterials 5 der Innenerforderlich. Beträgt der mittlere Windungsabstand leiter eingebettet ist. Der Außenleiter ist mit der nahe mehr als λ/8, so sind alle weiteren Windungen am der Einspeisungsstelle angebrachten Direktorscheibe 3 Strahlungsprozeß nicht mehr beteiligt. Der Strom verbunden, die den gleichen Durchmesser hat wie die auf der Wendel nimmt vom Speisepunkt an an- Wendel. Über der Wendel und der Direktorscheibe genähert exponentiell ab, so daß schon nach der 50 ist eine Isolierhülle 8 angeordnet, die gleichzeitig zur dritten Windung alle weiteren prakisch entkoppelt Halterung der Wendel und als Witterungsschutz der sind. Durch diese Windungen findet lediglich noch Antenne dient. Die Abstrahlung erfolgt in der durch eine geringe Beeinflussung des Feldes in der Vor- den Pfeil angegebenen Richtung. In dem dargestellwärtsrichtung statt, die von etwa der sechsten Win- ten Ausführungsbeispiel weist die Direktorscheibe dung an ebenfalls verschwindet. Die rückwärts 55 auf der Innenseite eine Aussparung 9 auf. Diese Maßstrahlende Wendelantenne weist demnach den Vor- nähme bewirkt ebenfalls eine Verminderung der teil auf, daß bereits bei kleiner Windungszahl der restlichen Vorwärtsstrahlung der Antenne. Wendel die optimale Richtcharakteristik erreicht Im Vergleich zu den bekannten Wendelantennen

wird. Dabei können die Abmessungen wesentlich ge- hat die rückwärts strahlende Wendelantenne gemäß ringer gehalten werden, als dies bei der vorwärts 60 Fig. 6 den Vorteil, daß der Außendurchmesser der strahlenden Wendelantenne der Fall ist. durch die Wendel geführten Speiseleitung groß sein

Trotz der unsymmetrischen Speisung der Antenne kann, beispielsweise 40% des Innendurchmessers kann eine vollkommene Rotationssymmetrie des der Wendel, ohne daß sich nachteilige Auswirkungen Strahlungsfeldes bezüglich der Wendelachse erhalten auf die Strahlungscharakteristik ergeben. Ferner sind werden, wenn der Übergang von dem Teil der ersten 65 die äußeren Abmessungen der Antenne kleiner, da Windung, welcher gemäß Fig. 2 in einer zur eine große Reflektorscheibe entfällt und zur Er-Direktorscheibe parallelen Ebene liegt, zu den reichung optimaler Strahlungsverhältnisse weniger weiteren Windungen stetig erfolgt. Die Feldsymmetrie Windungen der Wendel nötig sind.

In Fig. 7 ist die Anordnung einer rückwärts strahlenden Wendelantenne als Primärstrahler im Brennpunkt eines Parabolspiegels dargesellt. Die Bezugszeichen der im Schnitt gezeigten Wendelantenne sind dieselben wie in Fig. 1 und 6. Die Wendelantenne ist durch den Außenleiter der Speiseleitung im Scheitel des nur teilweise eingezeichneten Parabolspiegels 10 gehaltert und kann mittels der Klemmvorrichtung 11 in den Brennpunkt des Spiegels geschoben werden. Besonders vorteilhaft wirkt sich die rückwärts strahlende Wendelantenne als Primärstrahler in einem Parabolspiegel wegen ihrer geringen Vorwärts- und Seitenstrahlung aus. Auch ist der abgeschattete Teil der Spiegelfläche wesentlich geringer als bei der Wendelantenne mit Reflektor.

Rückwärts strahlende Wendelantennen lassen sich zur Erzielung besonders gearteter Strahlungsfelder mit vorwärts strahlenden Wendelantennen kombinieren, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die beiden Strahlungserzeuger genügend entkoppelt sind und nicht die eine der beiden Antennen als Empfangsantenne für die von der anderen Antenne ausgestrahlten Energie wirken kann. Da das Strahlungsfeld beider Antennenarten zirkulär polarisiert ist, müssen demnach die Richtung des Energieflusses und der Drehsinn der ausgestrahlten Wellen beachtet werden. Auch ist durch entsprechende Wahl der Polarisationsrichtungen und/oder der Phasenlagen an den Einspeisungsstellen darauf zu achten, daß im resultierenden Strahlungsfeld keine Feldauslöschungen auftreten.

In F i g. 8 ist eine Anordnung zur Erzeugung eines axial gerichteten, linear polarisierten Strahlungsfeldes schematisch dargestellt. Bei dem einen Ende der Wendel 12 befindet sich die Direktorscheibe 13, während beim anderen Ende der Wendel die Reflektorscheibe 14 angebracht ist. Der Innenleiter der Speiseleitung 15 ist mit beiden Wendelenden verbunden. Die Wendel 12 stellt zusammen mit der Direktorscheibe 13 eine rückwärts strahlende Wendelantenne dar, deren Energieflußrichtung durch den Pfeil angegeben ist. Zusammen mit der Reflektorscheibe 14 bildet die Wendel aber auch eine vorwärts strahlende Wendelantenne mit der gleichen Energieflußrichtung. Da die Antenne mit Direktorscheibe für die von der Reflektorscheibe her einfallende Welle nicht empfindlich ist, besteht eine nahezu vollständige Entkopplung zwischen den beiden Systemen. Bei gleichem Energiefluß zu den beiden Wendelenden ergibt sich eine linear polarisierte Schwingung, deren Polarisationsrichtung vom jeweiligen Phasenunterschied zwischen den Einspeisungen der Wendel und der Laufzeit der von der Antenne mit Reflektorscheibe herrührenden Welle längs der Wendel abhängt. Die Einspeisung kann auch über eine Doppelleitung erfolgen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kombination einer rückwärts strahlenden mit einer vorwärts strahlenden Antenne ist in F i g. 9 gezeigt. Die Antennenanordnung mit einem Parabolspiegel erzeugt ein grobgebündeltes und ein feingebündeltes Strahlungsfeld. Im Brennpunkt des Parabolspiegels 16 ist die vorwärts strahlende Wendelantenne als Primärstrahler angeordnet. Sie besteht aus der Wendel 12, die an die Speiseleitung 15 angeschlossen ist, und aus der Reflektorscheibe 14. Das von dieser Anordnung durch den Parabolspiegel reflektierte und ausgestrahlte Feld ist feingebündelt.

In der gleichen Achse liegt auf der der Reflektorscheibe abgewendeten Seite die Wendel 12', die ebenfalls an die Speisleitung 15 angeschlossen ist und bei der Einspeisungsstelle die Direktorscheibe 13. Das von dieser Antenne ausgestrahlte Feld ist im Vergleich zum Feld des Parabolspiegels grobgebündelt. Der Drehsinn der Strahlung der Antenne 12', 13 ist, bezogen auf die Richtung des Energieflusses, bei gleichem Wicklungssinn der Wendel entgegengesetzt dem Drehsinn der Antenne 12, 14. Da aber die Richtung des Energieflusses der Antenne 12, 14 am Parabolspiegel umgekehrt wird, haben die beiden ausgestrählten Wellen die gleiche Zirkulationsrichtung. Auch sind die beiden Antennnen entkoppelt, da die Grobbündelantenne 12', 13 in der Abschattung der Reflektorscheibe 14 liegt und außerdem auf die vom Spiegel her einfallende Strahlung nicht empfindlich ist.

Ein aus Grobbündel und Feinbündel zusammengesetztes Feld läßt sich auch gemäß Fig. 10 mit zwei rückwärts strahlenden Wendelantennen erzielen. Hier erzeugt die Antenne 12, 13 als Primärstrahler im Brennpunkt des Parabolspiegels 16 ein feingebündeltes Strahlungsfeld, während die Antenne 12', 13 als Direktstrahler die Energie grobgebündelt ausstrahlt. Der Wicklungssinn der Wendel 12 und 12 muß hierbei gegenläufig sein, damit die beiden ausgestrahlten Wellen die gleiche Zirkulationsrichtung haben, so daß die Wendeln entkoppelt sind.

Anordnungen mit höheren Antennenwirkungsgraden lassen sich auch dadurch gewinnen, daß mehrere rückwärts strahlende Wendelantennen hintereinander oder nebeneinander zu Mehrfachantennen oder Antennengruppen zusammengebaut werden. Ein Beispiel hierfür ist in F i g. 11 dargestellt. Zwei Antennen mit gleichsinnig gewundenen Wendeln sind im Abstand A nebeneinander angeordnet. Die Einspeisung erfolgt gegenphasig über eine Doppelleitung 17. Damit sich eine axial rückwärts gerichtete Strahlung einstellt, d. h., die zirkulär polarisierten Felder der beiden Antennen sich phasenrichtig überlagern, sind die Wendelanschlüsse um 180° gegeneinander versetzt. Der Abstand A kann zwischen λ/2 und λ liegen. Die beiden Antennen sind dann wegen der geringen Vorwärts- und Seitenstrahlung genügend entkoppelt. Die Zuleitungen liegen nur teilweise in den Wendelachsen und sind anschließend zwischen den Windungen der Wendeln hindurch zur gemeinsamen Speiseleitung geführt.

Claims

Patentansprüche:

1. Axial strahlende Wendelantenne, an deren einem mit der Speiseleitung verbundenem Ende eine Scheibe angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibendurchmesser kleiner als die halbe Betriebswellenlänge im freien Raum ist (Direktorscheibe).

2. Wendelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Direktorscheibe gleich oder mindestens angenähert gleich dem mittleren Wendeldurchmesser ist.

3. Wendelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Direktorscheibe zwischen //3 und /JA liegt (/ = Betriebswellenlänge im freien Raum).

4. Wendelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Windungsabstand zwischen /./3 und //15 liegt.

5. Wendelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel mindestens drei Windungen aufweist.

6. Wendelantenne nach Anspruch 1 mit einer koaxialen Speiseleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Verbindungsstück vom Innenleiter der koaxialen Speiseleitung zur Wendel und wenigstens ein Teil der ersten Windung in einer zur Direktorscheibe parallelen Ebene liegen.

7. Wendelantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von dem in einer zur Direktorscheibe parallelen Ebene liegenden Teil der Wendel zum ansteigenden Teil stetig verläuft.

8. Wendelantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Verbindungsstück als Transformationsleitung zur Anpassung des Strahlungswiderstandes der Antenne an den Wellenwiderstand der Speiseleitung eingerichtet ist.

9. Wendelantenne nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter der koaxialen

Speiseleitung durch die Direktorscheibe hindurchgeführt ist.

10. Wendelantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktorscheibe durch die Stirnfläche des Außenleiters der Speiseleitung gebildet ist.

11. Wendelantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der'Außendurchmesser der Speiseleitung zur Direktorscheibe hin konisch verjüngt ist.

12. Wendelantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Speiseleitung zur Stirnfläche hin konisch verjüngt ist.

13. Wendelantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Speiseleitung in der Wendelachse angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1001353.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen