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Antennenanordnung mit einem in Form eines Gittermastes od. dgl. aufgebauten Antennenträger
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung mit einem in Form eines Gittermastes od. dgl. aufgebauten Antennenträger, bei dem die Strahler, insbesondere Ganzwellendipole, im wesentlichen im Inneren des Mastes angeordnet sind.
Es ist eine Antennenanordnung bekannt, bei der die als Ganzwellendipole gespeisten Strahler in Form eines Vieleckes angeordnet sind, welches seinerseits innerhalb der Eckstiele eines tragenden Gittermastes angeordnet ist (s. österr. Patentschrift Nr. 18T560). Die einzelnen Strahler sind dabei im Spannungsknoten über besondere Streben mit den Eckstielen des Mastes verbunden. Die horizontalen Verbünde des Mastes sind bei den bekannten Anordnungen etwa in der Mitte zwischen den Strahlervielecken angeordnet.
Bei derartigen Antennenanordnungen lässt sich der Einfluss des Mastes auf die Ausstrahlung sehr gering halten, so lange die Seitenlänge des quadratischen Mastes gewisse Grenzen, bezogen auf die Wellenlänge der ausgestrahlten Energie, nicht überschreitet. Wird dagegen bei konstanten äusseren Mastabmessungen die Wellenlänge der abgestrahlten Energie verringert oder werden bei konstanter Wellenlänge die Mastabmessungen vergrössert, so treten infolge elektrischer Resonanzen, insbesondere an horizontalen Stäben des Mastes, Einbrüche im Strahlungsdiagramm auf.
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dass sich durch den Einfluss des Mastes Einbrüche im Strahlungsdiagramm ergeben. Damit lassen sich dann die jeweils gleichen Maste für grössere Frequenzbereiche, z.
B. über ein ganzes Fernsehband verwenden, und es werden stabilere Konstruktionen erreicht, wie sie besonders für Ant61menanlagen mit hohem Gewinn und dementsprechend grossen Bauhöhen wünschenswert sind.
Derartige Antennenanordnungen können deshalb auch als Träger für weitere aufzustockende Antennenanlagen anderer Frequenzbereiche dienen. Während bei den bekannten Anordnungen mit im Inneren des Mastes angeordneten Strahlern im Bereich der Strahler möglichst keine Verstrebungen angebracht wurden und die horizontalen Diagonalverbände zwischen den Eckstielen des Mastes deshalb möglichst in der Mitte zwischen zwei übereinander angeordneten Strahlervielecken angebracht wurden, zeigt die Erfindung in Abkehr von diesen Vorstellungen einen andern Weg, durch den die Lösung der mechani- schen und elektrischen Probleme einer derartigen Antennenanordnung möglich ist.
Gemäss der Erfindung, welche sich auf eine Antennenanordnung der eingangs genannten Art bezieht, sind die Strahler an den der Verste- fung der Eckstiele des Mastes dienenden Stäben des horizontalen Diagonalverbandes befestigt. Es hat sich über- raschenderweise gezeigt, dass dadurch bei Mastquerschnitten, die über das bisher bei ähnlichen Antennenanordnungen übliche Mass hinausgehen, störende Einbrüche bei den Strahlungsdiagrammen, insbesondere bei Rundstrahlung, vermieden werden können.
Gegenüber den bekannten Antennen mit im Inneren des Mastes angeordneten Strahlern ergibt sich zusätzlich noch der Vorteil, dass die Stäbe des horizontalen Diagonalverbandes gleichzeitig als Halterungen für die Antennenelemente mit verwendet werden können, so dass zusätzliche Abstützungen nicht mehr notwendig werden.
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Während bei bekannten Anordnungen eine Gruppe von Stäben als Versteifungen angebracht sind und weitere Stäbe als besondere Antennenhalterungen angewendet werden, sind bei der Erfindung die Strahler auf den als Mastbauteile bereits vorhandenen horizontalen Versteifungsstäben angebracht und so zusätzliche Haltestreben überflüssig.
Besonders günstige Anordnungen der Strahler, bezogen auf die Stäbe des horizontalen Diagonalverbandes. sind dann gegeben, wenn die Strahler quer zu den ihnen unmittelbar benachbarten Stäben verlaufen, an denen sie gehalten sind. Es ist ferner zweckmässig, den horizontalen Diagonalverband als einfachen kreuzförmigen Verband aufzubauen, bei dem dann die Strahler senkrecht zu den sie tragenden Stäben angeordnet sind. Bei Verwendung von Ganzwellendipolen als Strahler der Antennenanordnung können diese am Spannungsknoten oder in dessen Nähe mit den Stäben des horizontalen Diagonalverbandes leitend verbunden werden.
Für die Erzielung von Strahlungsdiagrammen mit möglichst geringem Einfluss des Mastes ist es zweckmässig, auch für die an den Mastseiten verlaufenden Seitenverbände besondere Anordnungen der Stäbe zu wählen, die eine ausreichende mechanische Festigkeit ergeben und elektrisch möglichst wenig störend in Erscheinung treten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht dementsprechend für die an den Mastseiten zwischen den Eckstielen verlaufenden Seitenstäbe einen einfachen zick-zack-förmigen Verband vor, in dessen Ecken die die Strahler tragenden horizontalen Querverbände angeordnet sind. Dabei ist es zweck-
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verbandes auf die Strahlungscharakteristik ist dann besonders gering, wenn die Steigung der Stäbe dieses
Verbandes möglichst gross gewählt wird und in jeder durch die Stäbe des Seitenverbandes gebildeten Ecke ein Strahlervieleck liegt. In solchen Fällen, bei denen sich eine ausreichende Steigung für die Stäbe des zick-zack-förmigen Seitenverbandes nicht ermöglichen lässt, können durch die Anordnung von Sperrtöpfen an den Stäben des Seitenverbandes störende Resonanzerscheinungen verhindert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, bei dem ein für die Abstrahlung von Meter- oder Dezimeterwellen, insbesondere des UKW-Rundfunkbereiches oder des Fernsehbereicl1es dieneùder Antennenmast dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Gittermast 1 mit quadratischem Querschnitt, dessen Ecken durch die Eckstiele 2,3, 4,5 gebildet werden. Die Strahlerelemente 6,7, 8,9, welche als
Ganzwellendipole arbeiten, sind ebenfalls in einer quadratischen Anordnung im Inneren des Mastes derart angebracht, dass die Ecken des Mastes und die Ecken des durch die Strahler gebildeten Viereckes um 450 gegeneinander versetzt sind. Die Ecken des von den Strahlern gebildeten Viereckes liegen demnach in der Mitte der Seitenflächen des Mastes 1.
Zur Erzielung einer stark gebündelten Vertikalcharakteristik sind mehrere derartige Strahlervielecke übereinander angeordnet, von denen nur noch die aus den Strahlern 14,15, 16,17 gebildete Anordnung dargestellt ist. Die zur mechanischen Versteifung des Mastes erforderlichen horizontalen Diagonalverbän- de bestehen aus den vom Eckstiel 2 zum Eckstiel 4 verlaufenden Stäben 22 und den die Eckstiele 3,5 verbindenden Stäben 21. Die Strahler 6,7, 8,9 bzw. 14,15, 16. 17 sind im Bereich der den horizontalen Diagonalverband bildenden Stäbe 21,22 angeordnet, die bei Verwendung von Ganzwellendipolen unmittelbar im Spannungsknoten oder in dessen Umgebung leitend mit den Stäben 21, 22 verbunden werden kön- nen.
Bei Verwendung von andern Strahleranordnungen kann die mechanische Halterung dieser Strahler ebenfalls durch die Stäbe 21,22 vorgenommen werden, wobei dann die Abstützung der Strahler auf den Stäben über Isolierstücke vorzunehmen ist. Der an den Mastseiten angebrachte Seitenverband besteht aus einfachen, ungekreuzten Stäben 23,24, 25,26, die zick-zack-förmig angeordnet sind und deren Ecken jeweils im Bereich der Strahlervielecke und damit im Bereich der horizontalen Diagonalverbände liegen.
Auf diese Weise sind störende Resonanzen an den Stäben des Seitenverbandes weitgehend vermieden. Die Stäbe des Seitenverbandes an den einzelnen Mastseiten sind einander derart zugeordnet, dass in der Abwicklung zueinander parallel verlaufende zick-zack-förmige Streifen entstehen. Die Strahlungsdiagramme derartiger Antennenanordnungen liegen auch bei Seitenlängen des Mastes entsprechend etwa einer mittle- ren Wellenlänge im Bereich der für Rundstrahldiagramme gestellten Forderungen.
In Fig. 2 ist der Gittermast von oben gesehen dargestellt. Die Ganzwellendipole 14,15, 16 und 17 werden über die Speiseleitungen 27 und 28 spannungsgespeist. Die Symmetrier- und Transformationseinrichtungen sind vorteilhaft in hier nicht näher dargestellter Weise zwischen den Strahlerebenen angeordnet und können gegebenenfalls an einer zentralen Steigleiter befestigt werden.
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Die Ganzwellendipole verlaufen quer zu den sie tragenden Stäben 21,22 des horizontalen Diagonal- verbandes und schliessen mit ihnen einen Winkel von 900 ein. Dadurch verlaufen die Ganzwellendipole jeweils parallel zu dem sie nicht tragenden Stab des horizontalen Diagonalverbandes, der symmetrisch in der Mitte zwischen den jeweils parallel zueinander verlaufenden Ganzwellendipolen liegt. Auf die- se Weise sind störende Einflüsse der Streben des horizontalen Diagonalverbandes auf die Strahlungseigen- schaften des Strahlervieleckes vermieden. Die Speisung dieser Strahler erfolgt zweckmässig derart, dass sich auf dem Strahlerviereck ein Ringstrom ausbildet und dass somit die einander gegenüberliegenden
Strahler von jeweils gleich grossen, jedoch gegensinnigen Strömen durchflossen werden.
Der horizonta- le Diagonalverband ist als einfacher kreuzförmiger Verband ausgebildet. Der Mittelpunkt des durch die
Stäbe 21,22 gebildeten horizontalen Diagonalverbandes und der Mittelpunkt des Strahlervieleckes liegen beide in der Mastachse. Die Einrichtung zur Parallelschaltung der vier Ganzwellendipole des Wür- fels sowie zur Umsymmetrierung zum Anschluss an ein Speisekabel wird zweckmässigerweise an einem
Gestell zwischen den beiden Dipolebenen oder an einer vorzugsweise zentral angeordneten Steigleiter befestigt.
Je zwei übereinanderliegende und eine selbständige Baueinheit bildende Mastteile werden vorteilhafterweise wieder um 900, bezogen auf die Vertikalachse, gegeneinander verdreht angeordnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antennenanordnung mit einem in Form eines Gittermastes od. dgl. aufgebauten Antennenträger, bei dem die Strahler, insbesondere Ganzwellendipole, im Inneren des Mastes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler (6-9) an den der Versteifung der Eckstiele (2 - 5) des Mastes (1) dienenden Stäben (21,22) des horizontalen Diagonalverbandes befestigt sind.