DD287634A7

DD287634A7 - ANTENNA

Info

Publication number: DD287634A7
Application number: DD31210088A
Authority: DD
Inventors: Mirtcho S Tabakov; Nedyalko K Nedyalkov; Stafan T Stefanov
Original assignee: Npp "Mirta",Bg
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1991-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenne, die beim Empfang und bei der Transmission elektromagnetischer Energie angewendet werden kann. Die Antenne stellt kolinear angeordnete Dipole dar. Seitens der End-Halbwellendipole sind je ein Viertelwellendipol angebracht. Die Dipole wechseln sich mit einer Phasenverschiebung mit kapazitivem und mit induktivem Charakter ab, und zwar jeweils 60 bis 120. Die Herausfuehrungen sind asymmetrisch vom freien Ende des einen der End-Halbwellendipole und vom benachbarten Ende des nahen Viertelwellendipols vorgesehen. Fig. 2{Antenne; elektromagnetische Energie; Dipol; Phasenverschiebung, asymmetrisch; End-Halbwellendipol; Viertelwellendipol}The invention relates to an antenna which can be applied to the reception and transmission of electromagnetic energy. The antenna represents colinearly arranged dipoles. The end half-wave dipoles are each fitted with a quarter-wave dipole. The dipoles alternate with a phase shift of capacitive and inductive nature, each 60 to 120. The leads are provided asymmetrically from the free end of one of the end half-wave dipoles and from the adjacent end of the near quarter-wave dipole. Fig. 2 {antenna; electromagnetic energy; Dipole; Phase shift, asymmetric; End-half-wave dipole; Viertelwellendipol}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Antenne, welche beim Empfang und bei der Übertragung elektromagnetischer Energie Anwendung findet.The invention relates to an antenna which is used in the reception and transmission of electromagnetic energy.

Charakteristik des bekannten Standet der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist eine Antenne bekannt, die mindestens zwei Halbwellendipole enthält, die nebeneinander auf einer Achse angeordnet sind (Karl Rothammel; .Antennenbuch", Sofia 1977). Allezwei nebeneinander (benachbart) angeordneten Halbwellendipolesind mit den Herausführungen eines induktiven phasendrehenden Stromkreises mit einer Phasenverschiebung von 180° verbunden, bei welchen der Abstand zwischen ihnen λ/8 ist. Das freie Ende des einen der End-Halbwellendipole ist die aktive Herausführung der Antenne.An antenna is known which comprises at least two half-wave dipoles arranged side by side on one axis (Karl Rothammel, "Antennenbuch ", Sofia 1977) .Two adjacent half-wave dipoles are arranged with the outfeeds of an 180 phase phase-shifting inductive phase-rotating circuit °, in which the distance between them is λ / 8. The free end of one of the end half-wave dipoles is the active lead-out of the antenna.

Der Nachteil der bekannten Antenne besteht in ihrer kleinen Wirksamkeit, welche in ihrem ungenügenden Verstärkungsfaktor besteht.The disadvantage of the known antenna is its small effectiveness, which consists in its insufficient gain factor.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile weitgehend 7<i vermeiden.The aim of the invention is to largely avoid the aforementioned disadvantages.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antenne mit einem erhöhten Verstärkungsfaktor zu schaffen.The object of the invention is to provide an antenna with an increased amplification factor.

Dioi-3 Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Antenne gelöst, welche „n" Paare Halbwellendipole enthält, die auf einer Achse angeordnet sind, wobei die Halbwellendipole von jedem Paar über einen entsprechenden phasendrehenden Stromkreis mit induktivem Charakter zueinander in Verbindung stehen. Die aktive Herausführung der Antenne erfolgt von dem freien Ende des einen der End-Halbwellendipole. Seitens der End-Halbwellendipole auf derselben Achse sind erfindungsgemäß je ein Viertelwellendipol angeordnet, wobei die passive Herausführung der Antenne vom Ende des Viertelwellendipols, benachbart mit der aktiven Herausführung, erfolgt ist. Die Verbindung zwischen den Paaren der Halbwellendipole und zwischen den End-Halbwollendipolen und deren entsprechenden Viertelwellendipolen weist einen kapazitiven Charakter auf, wobei die Phasenverschiebung mit induktivem Charakter auf die Phasenverschiebung mit kapazitivem Charakter von 60 bis 120° beträgt. Zweckmäßig ist es, daß die Phasenverschiebungen mit induktiven und kapazitiven Charakter 90° aufweisen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Antenne bestehen in ihrer erhöhten Wirksamkeit, d. h. im höheren Verstärkungsfaktor und im erhöhten Benutzungsfaktor der Antennenoberfläche.According to the invention, the Dioi-3 object is achieved with an antenna which contains "n" pairs of half-wave dipoles arranged on an axis, the half-wave dipoles of each pair being connected to each other via a corresponding phase-shifting circuit of inductive nature The end half-wave dipoles on the same axis are each arranged according to the invention with a quarter-wave dipole, the passive lead-out of the antenna being effected from the end of the quarter-wave dipole adjacent to the active lead-out The pairs of half-wave dipoles and between the final half-wool dipoles and their respective quarter-wave dipoles have a capacitive character, the phase shift with inductive character being on the capacitive-order phase shift of 60 to 120 ° senverschiebungen with inductive and capacitive character 90 °. The advantages of the antenna according to the invention consist in its increased effectiveness, d. H. in the higher gain and in the increased use factor of the antenna surface.

Ausführungsbeispieleembodiments

Anhand einer beispielsweisen Ausführung der erfindungsgemäßon Antenne, gezeigt in den beiliegenden Figuren, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigenOn the basis of an exemplary embodiment of the antenna according to the invention, shown in the attached figures, the invention is explained in more detail. Show it

Fig. 1: eine prinzipielle Ausführung der Antenne mit „n" Paaren von Halbwellendipolen, und Fig. 2: eine Ausführung der Antenne mit einem Paar von Halbwellendipolen.Fig. 1: a basic version of the antenna with "n" pairs of half-wave dipoles, and Fig. 2: an embodiment of the antenna with a pair of half-wave dipoles.

Die Antenne gemäß Fig.1 besteht aus „n" Paaren 1i, 1j,.... 1_n Halbwellendipolen 2i-3i; 2γ-3₂;...; 2„-3_n, angeordnet auf einer Achse 0-0. Die Halbwellendipole 2,—S₁; 2τ-3₂;...; 2„-3„ sind durch ihre Nahenden an den entsprechenden phasendrehenden Stromkreis mit einem induktiven Charakter 4,, 4_}, ...,A_n mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° zueinander angeschlossen. Die Verbindung 5 zwischen den einzelnen Paaren 11,1j,..., 1„ weist einen kapazitiven Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° auf. Seitens der End-Halbwellendipole 2,, 3„ auf derselben Achse 0-0 sind je ein Viertelwellendipol 6,7 angeordnet, deren Verbindung 8 mit den Halbwellendipolen einen kapazitiven Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° aufweist. Das freie Ende des ersten Halbwollendipols 2₍ ist die aktive Herausführung der Antenne, die verbunden ist mit dem Innenleiter der koaxialen Leitung 9, und die passive Herausführung der Antenne ist das benachbarte Ende des Viertelweljendipols 6, das mit dem geerdeten Innenleiter der koaxialen Leitung 9 verbunden ist. Die Herausführungen der Antenne können ebenso vom freien Ende des letzten Halbwollendipols 3„ und dem benachbarten Ende des Viertelwellendipols 7 abgeleitet werden.The antenna according to Figure 1 consists of "n" pairs 1i, 1j, .... 1 _n half-wave dipoles 2i-3i; 2γ-3 ₂ ; ...; 2 "-3 _n , arranged on an axis 0-0. The half-wave dipoles 2, -S ₁ , 2τ-3 ₂ ; ...; 2 "-3" are by their Nahenden to the corresponding phase-rotating circuit with an inductive character 4 ,, 4 _} , ..., A _n with a phase shift The connection 5 between the individual pairs 11, 1j, ..., 1 "has a capacitive character with a phase shift of 60 ° to 120 °, on the side of the end half-wave dipoles 2 1, 3 "On the same axis 0-0 are each arranged a quarter-wave dipole 6, 7 whose connection 8 with the half-wave dipoles has a capacitive character with a phase shift of 60 ° to 120 ° .. The free end of the first half-wool dipole 2 ₍ is the active lead-out of the antenna which is connected to the inner conductor of the coaxial line 9, and the passive lead-out of the antenna is the adjacent ends of the quarter-wave dipole 6, which is connected to the grounded inner conductor of the coaxial line 9. The outlets of the antenna can also be derived from the free end of the last half wool dipole 3 "and the adjacent end of the quarter wave dipole 7.

Die Antenne gemäß Fig. 2 enthält ein Paar 1₁ Haibwellendipolo 2-3, welche zueinander über einen phasendrehenden Stromkreis mit induktivem Charakter 4 mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° verbunden und als eine Spule ausgeführt sind. Seitens der beiden Enden des Paares 1 auf derselben Achse 0-0 sind je ein Viertelwellendipol 6,7 angeordnet, welche an das Paar 1 über eine Verbindung 8 mit kapazitivem Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° angeschlossen sind, hergestellt durch den Luftspalt zwischen den Viertelwellendipolen:\ 7 und ihren benachbarten Halbwellendipolen 2,3. Die aktive Herausführung der Antenne ist vom freien Ende des Halbwellendipols 2 abgeleitet und die passive Herausführung - vom benachbarten Ende des Viertelweilendipols 6. Die aktive Herausführung kann ebenso vom freien Ende des Halbwellendipols 3 herausgeführt werden, und die passive Herausführung vom benachbarten Ende des Viertelwellendipols 7. Durch unterschiedliche Variationen der Antenne können Mehrelementen-Antennensysteme mit einer geeigneten Amplituden-Phasen-Speisung und Koordinierung zwischen den Elementen des Systems geschaffen werden.The antenna of FIG. 2 includes a pair of 1 ₁ Haibwellendipolo 2-3, which are connected to each other via a phase-rotating circuit with inductive character 4 with a phase shift of 60 ° to 120 ° and designed as a coil. On the side of the two ends of the pair 1 on the same axis 0-0 are each a quarter-wave dipole arranged 6.7, which are connected to the pair 1 via a compound 8 capacitive character with a phase shift of 60 ° to 120 °, made by the air gap between the quarter-wave dipoles: \ 7 and their neighboring half-wave dipoles 2,3. The active lead out of the antenna is derived from the free end of the half-wave dipole 2 and the passive lead - from the adjacent end of the Viertelweilendipols 6. The active lead can also be led out from the free end of the half-wave dipole 3, and the passive lead-out from the adjacent end of the quarter-wave dipole. 7 By varying the antenna diversity, multi-element antenna systems with suitable amplitude-phase feed and coordination between the elements of the system can be created.

Die Antenne arbeitet in einem Empfangsbetrieb oder in einem Betriebszustand der Ausstrahlung elektromagnetischer Energie. Sie stellt eine kolineare Reihe von Halbwellendipolen mit sich abwechselnder Phasenverschiebung mit einem kapazitiven Charakter und einer Phasenverschiebung mit induktivem Charakter dar, die jeweils 60° bis 120° aufweist. Die Viertelwellendipole 6,7 führen die Funktion eines koordinierenden Elements aus.The antenna operates in a receiving mode or in an operating state of the emission of electromagnetic energy. It represents a colinear series of alternating half-wave dipoles with a capacitive character and a phase shift of inductive character, each having 60 ° to 120 °. The quarter-wave dipoles 6, 7 perform the function of a coordinating element.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Antenne, welche mit einem Paar Halbwellendipolen ausgeführt ist, wurde bei einer Phasenverschiebung mit induktivem und kapazitivem Charakter von 90° im Motorwellenbereich für Frequenzen von 160 MHz bis 200MHz ein Verstärkungsfaktor von 5,7 α B für eine Frequenz von 168 MHz in bezug auf den Halbwellendipol erreicht. Im Dezimeterbereich wurde für Frequenzen von 450MHz bis 540 MHz ein Verstärkungsfaktor von 4,4 α B für eine Frequenz von 525 MHz in bezug auf den Halbwellendipol erreicht. Die erwarteten Verstärkungsfaktoren bei den unterschiedlichen Ausführungen der Antenne sind gemäß der Erfindung in der Tabelle im Vergleich mit diesen des Antennen-Prototyps angegeben.With the antenna shown in FIG. 2, which is implemented with a pair of half-wave dipoles, a gain of 5.7 .alpha.B for a frequency of .phi. Was made at a phase shift of inductive and capacitive character of 90.degree. In the motor wave range for frequencies of 160 MHz to 200 MHz Reached 168 MHz with respect to the half-wave dipole. In the decimetre range, for frequencies from 450 MHz to 540 MHz, a gain factor of 4.4 α B was achieved for a frequency of 525 MHz with respect to the half-wave dipole. The expected gain factors in the different embodiments of the antenna according to the invention are given in the table in comparison with those of the antenna prototype.

table

Anzahl der DipoleNumber of dipoles zwei 160 200 MHztwo 160 200 MHz 450 540 MHz450 540 MHz dreithree Ausführungen vier fünfFinishes four five sechssix siebenseven achteight zehnten Verstärkungsfaktorgain gemäßder Erfindung mit Phasenver schiebung von 90°according to the invention with phase shift of 90 ° 5,7 168 MHz5.7 168 MHz 4,4 525 MHz4.4 525 MHz zirka - 9,5approximately - 9.5 zirka 9,4about 9.4 zirka 10,5about 10.5 zirka 11,3about 11.3 Prototypprototype 1,81.8 3,23.2 4,54.5 5,85.8 6,26.2 6,96.9 7,57.5 --

Die Analyse der Daten zeigt, daß Nahwerte von Verstärkungsfaktoren und ihre entsprechenden wirksamen Oberflächen durch die erfindungsgemäße Antenne mit einer ötwa zweimal kleineren elektrischen Länge erreicht werden.The analysis of the data shows that near values of gain factors and their corresponding effective surfaces are achieved by the antenna according to the invention having an approximately twice smaller electrical length.

Die Antenne weist eine asymmetrische Herausführung auf, was eine direkte Verbindung an eine asymmetrische Leitung, zum Boiepiel eine koaxiale Leitung, ermöglicht. Die Verbindung der asymmetrischen Leitung kann auch über ein Koordinationsglied erfolgen.The antenna has an asymmetric lead-out, which allows a direct connection to an asymmetrical line, for drilling a coaxial line. The connection of the asymmetric line can also take place via a coordination element.

Es besteht die Möglichkeit, daß die Antenne auch an eine symmetrische Leitung über ein Symmetrier- und Koordinationsglied angeschlossen werden kann.There is the possibility that the antenna can also be connected to a balanced line via a balancing and coordination element.

Claims

An antenna comprising "n" pairs of half-wave dipoles arranged on an axis, the half-wave dipoles of each pair being connected to a respective inductive-type phase-rotating circuit in which the active lead-out of the antenna is from the free end of one of End-Halbwellendipole is provided, characterized in that on the part of the end half-wave dipoles (2 _{1 (} 3 _n ) on the same axis (0-0) each quarter wave dipole (6; 7) are arranged, wherein the passive lead out of the antenna from the end of Quarter wave dipole (6 or 7) is provided, and the connection between the pairs (I ₁ , 1 ₂ / ..., "I _n ) of the half-wave dipole and between the end half-wave dipoles (2 _{1 (} 3 _n ) and their corresponding quarter wave dipoles (6,7) has a capacitive character, the phase shift with inductive character and the phase shift with capacitive character of 60 ° to 120 °.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the phase shift of the phase-rotating circuits (4 _1f 4 ₂ , ..., 4 ") with an inductive nature is 90 °.

3. Antenna according to claim 1, characterized in that the phase shift of the compounds (5; 8) with a capacitive character is 90 °.