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"Drehkreuzantennett Die Erfindung betrifft eine für Senden
undyoder Empfangen
geeignete Drehkreuzantenne, die aus zwei im allgemeinen
in
einer gemeinsamen Ebene senkrecht aufeinander stehenden
Dipolantennensystemen
mit einem gemeinsamen Dipol-Mittelpunkt besteht. Die Eigenschaften einer
Drehkreuzantenne sind bei-
spielsweise in der Zeitschrift Itelectronics",
April 1936,
von Brown unter dem Titel '?The turnstile-antenna"
beschrieben.
Mit einer Drehkreuzantenne ist in Annäherung ein kugelförmiges
Richtdiagramm
erzeugäar, wodurch sie u. a: beispielsweise auch
in Telemetrie-
und Fernsteuer-Systemen an Bord von künstlichen
Erd-Satelliten
vorteilhaft einsetzbar ist.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
bekannten Drehkreuz-
antenne. Sie besteht aus den Dipolsystemen
mit den Elementen 1
und la einerseits sowie 2 und 2a andererseits. Eine
zweiadrige
Speiseleitung 3 ist mit den Speisepunkten der
Elemente 1
und 1a direkt und mit denjenigen der Elemente 2 und 2a über
eine
90o-Umwegleitung 4 verbunden, wobei letztere allerdings
auch durch einen
90o-Phasenschieber anderer Art ersetzbar
ist. Es müssen bekanntlich bei
einer Drehkreuzantenne mit
zwei zueinander orthogonal
gerichteten Dipolsystemen nämlich
deren Speisepunkte mit einer
gegenseitigen Phasendifferenz
von 90o angeregt werden.
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Zum Vermeiden dieser Umwegleitung bzw. dieses Phasenschiebers
ist
beispielsweise durch die Fig. 14 - 35 (e) und (f) auf
Seite
426 des Buches ^Antennas" von Kraus ein Vorschlag von
Brown und
Epstein bekannt, der in einem Ausführungsbeispiel
in Fig.
2 gezeigt ist und aus der Einfügung von entsprechen-
den induktiven
Serien-Reaktanzen 5 bzw. 5a in die Elemente
eines der Dipolsysteme
besteht.
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Die Erfindung geht von einer solchen Drehkreuzantenne
nach
Art der in Fig. 1 und 2 gezeigten aus, die aus annähernd zwei-
dimensionalen
Antennen-Elementen beispielsweise in der an
sich bekannten Technik gedruckter
Schaltungen herstellbar ist.
Bei einer derartigen Drehkreuzantenne
besteht die Erfindung darin, daß die erforderliche Phasenverschiebung
zwischen
ihren benachbarten Dipolsystemen durch Einfügen von Schlitzen
in
einzelne Antennenelemente der Dipolsysteme bewirkt wird.
Hierdurch
läßt sich eine Drehkreuzantenne mechanisch sehr
robust und
einfach gestalten, und ihr Gewicht sowie ihr
Preis sind dann relativ gering
gegenüber den bekannten Drshkreuzantennen. In Fig. 3 ist in Prinzipdarstellungsweise
ein Ausführungs-
beispiel der Erfindung gezeigt, und zwar links in Draufsicht
und
rechts in Seitenansicht. Es besteht aus den in belibbiger Technik,
vorzugsweise jedoch in der Technik gedruckter
Schaltungen herstellbaren
Folien, die die Antennen-Elemente 6
und 6a des einen und die Antennen-Elemente
7 und 7a des
anderen Dipolsystems der Wzeigten Drehkreuzantenne
darstellen
und an deren Speisepunkte wiederum eine zweiadrige Speiselei-
tung
3 angeschlossen ist. Die vorteilhaft aus einer glasfaser-
verstärkten
Epozydharzplatte oder einer anderen Kunststoff-
platte mit geringen elektrischen
Verlusten bestehenden mecha-
nischen Träger der Folien sind in Fig.
3 nicht gezeigt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Sinne
der
Erfindung in den Längsachsen der Elemente 6 und 6a Schlitze
7 bzw.
7a vorgesehen, deren Funktionen mit denen der Serien-Reaktanzen 5 und 5a
bei der Drehkreuzantenne nach Fig. 2 ver-
gleichbar sind und
deren Abmessungen in Abhängigkeit von der
Größe der erforderlichen Reaktanzen
gewählt sind. Zu deren
Bestimmung sind folgende
Überlegungen anstellbar: Das Dipolsystem aus den Elementen 7 und 7a (ohne
Schlitze)
habe in deren Einspeisepunkten einen Widerstand
Z1
= R - j X (1)
und das Dipolsystem aus den Elementen 6
und 6a (mit Schlitzen)
einen entsprechenden Widerstand
Z2 =
R + j X (2)
mit R = ohmsche Widerstandskomponente und X =
reaktive Wider-
standskomponente.
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Wählt man
jRI - JXJ so folgt für den Strom J1
im Speisepunkt des Dipolsystems mit
den Elementen 7 und 7a
und für den Strom J2 im Speisepunkt des Dipolsystems mit
den
Elementen 6 und 6a
mit U - Spannung in den Einspeisepunkten.
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Die beiden Erregerströme besitzen dann also gleiche Amplituden
und die erforderliche gegenseitige Phasenverschiebung
von 900, Weiter wird
für die resultierende Eingangs-Impedanz
Der Wellenwiderstand Z3 der Speiseleitung 3 ist deshalb
zweckmäßig
so gewählt, daß gilt
Z3 = R (7-) Das Ausführungsbeispiel
der Erfindung nach Fig. 3 ist in
vielen Punkten modifizierbar.
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Beispielsweise ist es häufig vorteilhaft, anstelle eines
Schlitzes
in der Längsachse der Antennen-Elemente 6 und 6a zwei symmetrisch zu dieser
Längsachse verlaufende Schlitze
vorzusehen,wie beim Ausführungsbeispiel
der Erfindung nach
Fig. 4, in der die geschlitzten Antennen-Elemente
mit 9 und
9a und die Schlitze selbst mit i0a
bis 10 d bezeichnet sind.
In Fig. 4 sind die Abmessungen einer solchen
Drehkreuzantenne als Dimensionierungsbeispiel eingetragen, ohne jedoch
die
gezeigte Weiterbildung der Erfindung auf diese Abmessungen
einzuschränken.
Mittels dieser Drehkreuzantenne ist ein
Strahlungsfeld in der Richtung
senkrecht am Dipolebene er-
zeugbar, das eine Polarisations-Elliptizität
von kleiner als
0,5 d8 aufweist. Die Orientierung, Lage, Anzahl
und die Abmessungen der
Schlitze sind am einfachsten empirisch
durch Messungen er-
mittelbar.
Eine Drehkreuzantenne
nach der Erfindung ist auch aus mehr
als zwei in einer gemeinsamen Ebene
liegenden Dipolsystemen aufbaubar. Für die erforderlichen Phasenverschiebungen
zwischen
benachbarten Dipolsystemen gilt dann:
Diese Werte sind durch Schlitze entsprechender Anzahl, Lage und Richtung
gleichfalls im notwendigen Sinn und Maß einstellbar.
Die Dipolsysteme
der Drehkreuzantenne nach der Erfindung sind
weiterhin in an sich
bekannter Weise durch Verdickung und/oder
sogenannte Dachkapazitäten
künstlich verkürzbar.