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Rundfunksendeanlage mit verminderter Steilstrahlung.
Es ist bekannt, die Zone des Nahschwundes von Rundfunksendern dadurch hinauszuschieben und somit das Gebiet einwandfreien Rundfunkempfangs zu vergrössern, dass man die von der Sendeantenne ausgehende Steilstrahlung von einem gewissen Elevationswinkel ab unterdrückt. Hiedurch wird erreicht, dass erst in grösserer Entfernung vom Sender von der Heavisideschieht reflektierte Strahlung wieder zur Erde gelangt, die bei grössenordnungsmässig gleicher Amplitude zusammen mit der direkten Strahlung des Senders den Empfang stark beeinträchtigende Interferenzfadings hervorruft.
Die Verringerung der steil nach oben geriehteten Senderausstrahlung kann im Bereich längerer Rundfunkwellen praktisch nur durch Kompensation erfolgen, d. h. es wird zu der Strahlung einer gewöhnlichen Senderantenne unter Zuhilfenahme passend orientierter Hilfsantennen, die nach Amplitude und Phase geeignet erregt werden, eine zweite Strahlung hinzugefügt, welche die Hauptstrahlung gerade innerhalb des gewünschten Winkelbereiches hinreichend kompensiert. Fig. 1 zeigt ein so entstehendes Vertikaldiagramm ; auf der Abszissenachse sind die Elevationswinkel, auf der Ordinatenachse Proportionalwerte der Senderfeldstärke aufgetragen. Die praktische Ausführung von Kompensationsantennen der beschriebenen Art bereitet nicht geringe Schwierigkeiten, da auf verschiedene Punkte besondere Rücksicht genommen werden muss.
Solche sind die Forderung nach möglichst geringer Masthöhe und geringem Flächenbedarf der ganzen Anlage, sowie nach leichter Speisungsmögliehkeit und hohem Strahlungswiderstand des Antennensystems.
Die hier zu beschreibende, erfindungsgemässe Anlage erfüllt diese Anforderungen. In ihrer Grundform besteht sie aus einem vertikalen Mittelleiter 1 (vgl. Fig. 2) und mehreren symmetrisch um ihn verteilten horizontalen Dachleitern 2, 2'usw. Die Zahl dieser radialen Daehdrähte ist so gross zu wählen, dass ein hinreichend ausgeglichenes, kreisförmiges Horizontaldiagramm entsteht ; hiezu dürften im allgemeinen sechs Leiter ausreichen, welche die Radien eines regulären Sechseckes bilden (vgl. Fig. 3, welche den Grundriss einer solchen Antenne darstellt). Um das geforderte, der Fig. 1 ähnliche Vertikaldiagramm zu erzielen, muss die Stromverteilung auf der Antenne etwa solcher Art sein, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linien und Pfeile angedeutet ist.
Die Ströme im Vertikalleiter und in den Dachdrähten müssen im wesentlichen gegenphasig verlaufen, d. h. in Zeitmomenten, wo der Stromvektor in den Dachdrähten vom Zentrum nach aussen gerichtet ist, muss im Vertikalleiter eine wesentlich nach unten gerichtete Strömung vorherrschen. Dieser Zustand wird erreicht, wenn man die Dimensionierung der Antenne unter Berücksichtigung der benutzten Wellenlänge so einrichtet, dass nahe dem oberen Ende des Vertikalleiters ein Stromknoten und damit eine Phasenumkehr entsteht. Offenbar wird diese Bedingung erfüllt, wenn die radiale Länge jedes Dachleiters kleiner ist als /s, die Summe der Länge des halben vertikalen Teiles und eines jeden Dachleiters aber /z übertrifft.
Die beschriebene Grundform der Antenne kann man in der Praxis verschiedentlich abwandeln.
Mit Rücksicht auf die grössere Anzahl der benötigten Aussenmasten und auf den rasch mit der Höhe ansteigenden Preis eines einzelnen Mastes kann es vorteilhaft sein, die Aussenmaste J niedriger vorzusehen als den Zentralmast (vgl. Fig. 4). Die Daehleiter erhalten dann eine nach aussen hin schirmartig gegen die Erde zu geneigte Gestalt. Dies ändert an der Wirkungsweise der Antenne prinzipiell nichts, doch ist natürlich bei der Berechnung des entstehenden Vertikaldiagrammes die vertikale Komponente des Dachleiterstromes zu berücksichtigen.
In Fig. 4 wurde noch angenommen, dass der zentrale Trägermast 1 selbst stromführend ist, eine Massnahme, die zur Ersparung eines besonderen Leiters wie bekannt jederzeit vorgenommen werden kann.
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Sofern örtliche oder wirtschaftliche Verhältnisse die geometrische Dimensionierung der Antenne gemäss den oben angegebenen Bedingungen nicht gestatten, kann man von diesen dadurch abweichen, dass man einen Teil von geometrischen Längen durch konzentrierte Abstimmittel in bekannter Weise ersetzt. Im Beispiele der Fig. 5 ist am oberen Ende des Vertikalleiters eine Induktivität 4 eingeschaltet, welche dazu dient, die notwendige Höhe des Zentralmastes zu verringern. Ausserdem sind in diesem Beispiel an den äusseren Enden der Dachdrähte Verlängerungsinduktivitäten 5, 5'usw. mit geeignet ausgebildeten Endkapazitäten 6, 6'usw. vorgesehen. Durch diese letzte Massnahme wird die geometrische Länge der Dachdrähte und damit der Bedarf an Grundfläche für die Antenne herabgesetzt.
Schliesslich ist es auch noch möglich, die Dachdrähte an ihrem Ende senkrecht nach unten herabzuführen (7 in Fig. 6), wobei sie an ihrem Ende entweder isoliert oder mit der Erde über Abstimmittel verbunden sein können. Als Herabführung können eventuell die metallischen Aussenmaste selbst dienen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rundfunksendeanlage mit verminderter Steilstrahlung, welcher Anlage eine bestimmte Wellenlänge zugeordnet ist und bei welcher eine Antenne verwendet wird, die aus einem vertikalen Mittelleiter und mehreren symmetrisch um ihn verteilten radialen Dachleitern besteht, die horizontal oder schirmartig gegen die Erdoberfläche geneigt liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Länge jedes Dachleiters kleiner als),,/2, die. Summe der Längen des halben vertikalen Teiles und jedes Dachleiters aber grösser ist als),,/2, so dass sich auf der oberen Hälfte des vertikalen Leiters ein Stromknoten ausbildet.