DE1028632B

DE1028632B - Antenne fuer Ultrakurzwellen

Info

Publication number: DE1028632B
Application number: DEC12975A
Authority: DE
Inventors: Serge Drabowitch
Original assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Current assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Priority date: 1955-05-11
Filing date: 1956-05-05
Publication date: 1958-04-24
Also published as: CH337882A; FR1134384A; LU34326A1; BE547636A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne für Ultrakurzwellen, bei der hinter einer als Strahler wirkenden, ebenen, leitenden und durch einen ausgesparten Schlitz symmetrisch unterteilten Tafel eine zu ihir parallele, ebene, als Reflektor arbeitende zweite Tafel angeordnet und mit ihr mittels rechtwinkliger leitender ebener Querstücke zu einem prismatischen Flächengebilde vereinigt ist und dessen beide in der Strahlertafel liegende Kanten Spannungsknotenlinien sind.

Eine in dieser Weise ausgebildete Ultrakurzwellenantenne kann als ein gerader Zylinder mit einem vor einem ebenen Reflektor im Abstand von etwa einer Viertelwelle angeordneten Halbwellen-Doppeldipol betrachtet werden. Die beiden Speisepunkte befinden sich dabei auf zwei Erzeugenden des Zylinders, die einen senkrechten Schlitz begrenzen. Praktisch unterteilt man diesen Schlitz in mehrere senkrechte, übereinanderliegende kleinere Schlitze, von denen jeder eine einer Wellenlänge nahekommende Länge hat und in seiner Mitte gespeist wird. Die Spannungsknoten des Dipols erzeugen auf der Tafel vor dem Zylinder eine Spannungsknotenlinie, bei der jeder Punkt auf das Potential des Reflektors gebracht werden kann. Dieses Flächengebilde mit einer mit Schlitzen versehenen Tafel stellt eine Synthese zwischen den Halbwellen-Doppeldipoltafeln und dem üblichen geschlitzten Zylinder dar.

Die Erfindung bezweckt, bei einer mit Schlitz versehenen Antenne dieser Art die Form des Strahlungsdiagramms und das Durchgangsband wesentlich zu verbessern. Bekanntlich muß die Wahl des Strahlungsdiagramms einer Antennne unter Berücksichtigung einer bestimmten Zahl von Gegebenheiten verschiedener Art erfolgen, wozu vor allem die geographischen und wirtschaftlichen Verhältnisse des für die Antenne in Betracht kommenden Landes und die menschlichen Besonderheiten seiner Bevölkerung zählen. Beispielsweise ist die Strahlung in einer durch eine Gebirgskette beschränkten Richtung nutzlos. Auch ist die Verteilung der parasitären Felder zu berücksichtigen. In dieser Beziehung ist die Gefahr einer Störung zwischen den verschiedenen Sendern eines Fernsehnetzes z. B. in Frankreich besonders groß, wo die Normalsendung von 819 Zeilen einen breiten Kanal von 13 MHz erfordert. Die Erfahrung zeigt, daß man, was im übrigen auch die Theorie bestätigt, zur Einwirkung auf die Form des waagerechten Strahlungsdiagramms entweder den Abstand des Reflektors von der vorderen Tafel oder die Breite dieser Tafel ändern muß.

Dieser Forderung wird nach der Erfindung in einfacher Weise dadurch Rechnung getragen, daß im Inneren des aus der Strahler- und der Reflektortafel sowie den Querstücken bestehenden prismatischen

Anmelder:

Compagnie Frangaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C. elemente, Patentanwalt,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 11. Mai 1955

Serge Drabowitch, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Flächengebildes eine ebene, leitfähige, weitere Tafel angeordnet ist, die zu den Tafeln des prismatischen Gebildes parallel und senkrecht zu diesen kolbenartig verschiebbar ist, so daß sie durch Veränderung ihres Abstandes von der als Strahler wirksamen Tafel die Abstimmung des Schlitzes in dieser Tafel auf eine gegebene Frequenz ermöglicht.

Diese Abstimmwirkung der kolbenartig verschiebbaren Tafel kann dadurch vervollkommnet werden, daß erfindungsgemäß zusätzlich zu dieser für die Strahlertafel ein besonderer Umriß gewählt wird, der darin besteht, daß die Breite dieser Tafel sich in der Längsrichtung des Schlitzes zwischen einem Maximum an den Enden und in der Mitte der Tafel und einem Minimum an den beiden um ein viertel Tafellänge von der Tafelmitte entfernten Punkten ändert. Man kann diese Parameter auf solche Werte einstellen, daß man durch eine Gruppe von vier um einen genügend dünnen quadratischen Mast angeordneten ein ungefähr kreisrundes waagerechtes Strahlungsdiagramm erhält, dessen Unregelmäßigkeitsgrad auf 1,5 db gebracht werden kann.
Weiterhin ist insbesondere bei einer Fernsehantenne auch wichtig, über ein möglichst brei-tes Durchgangsband bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines schwachen Eintrittsscheinwiderstandes zu verfügen. Es gilt aber, daß die Verbreiterung des Schlitzes der Strahlertafel zwar das Frequenzband ausdehnt, aber dagegen den Eintrittsscheinwiderstand erhöht. Um nun die gewünschte Verbreiterung des Durchgangsbandes ohne Beeinträchtigung des Eintrittsscheinwiderstandes des Schlitzes der Strahlertafel zu erzielen, wird nach der Erfindung die Breite des Tafel-

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Claims

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Schlitzes von einem Minimum an den Enden und in nutzen, um einen Schlitz 3 von gegebener Länge auf

der Mitte des Schlitzes auf ein Maximum an den eine gegebene Frequenz abzustimmen,

beiden von der Mitte um ein viertel Schlitz-lange ent- Das Richtdiagramm der Antenne und dessen Aus-

fernten Zwischenpunkten verändert. Auf diese Weise wirkung kann man dadurch beeinflussen, daß man den

kann man einen Verbreiterungsfaktor in der Größen- 5 zwei beiderseits des Schlitzes 3 gelegenen Hälften der

Ordnung von 1,5 für das Durchgangsband erreichen. als Strahler arbeitenden Tafel 2 nicht mehr eine gleich-

Da der Eingangsscheinwiderstand der Antenne förmige, sondern eine veränderbare Breite gibt, wie

stark durch die meteorologischen Verhältnisse wie Fig. 2 in einem Ausfübrungsbeispiel zeigt, bei dem

Regen, Schnee, Glatteis und Frost infolge des hohen die Breite der Tafel 2, d. h. die zum Schütz 3 senk-Wertes der Dielektrizitätskonstanten des Wassers be- ίο rechte Tafelabmessung an den Tafelenden und in dar

einflußt wird und außerdem die Witterungsunbilden Tafelmitte ein Maximum und an den von der Mitte

auch vom mechanischen Gesichtspunkt aus, z.B. durch etwa um ein Viertel der Tafellänge entfernten beiden

eine vom Frost veranlaßte Vergrößerung des Gewichts Zwischenpunkten ein Minimum ist, so daß die seit-

und des Winddrucks der Antenne sich sehr störend liehen Ränder der Tafel 2 eine gezahnte Form aufgeltend machen können, empfiehlt es sich, erfindungs- 15 weisen, während der Schlitz 3 eine konstante Breite

gemäß bei dem aus der Strahler- und der Reflektor- hat.

tafel und den Querstücken bestehenden prismatischen An Stelle der seitlichen Ränder der Strahl er tafel 2

Flächengebilde die zwischen den ebenen Tafeln vor- kann man auch die Längsränder des Schlitzes 3 ge-

handenen offenen Teile durch Fenster aus dielektri- zahnt ausführen, indem man gemäß Fig. 3 dem schetn Werkstoff mechanisch abzuschließen, um sie 20 Schlitz 3 der nach geraden Kanten zugeschnittenen

mit einem Minimum von elektrischen Störungen gegen rechteckigen Tafel 2 eine veränderliche Breite gibt,

ungünstige Witterungseinflüsse, insbesondere Frost die in der Mitte und an den Enden der Schlitzlänge

und Eis, zu schützen. ein Minimum und an den um ein Viertel der Sdhlatz-

Die Zeichnung veranschaulicht die Antenne nach länge von der Mitte entfernten beiden Punkten ein

der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausfüh- 25 Maximum ist.

rungsformen in rein schematischer Darstellung. Wie Fig. 4 erkennen läßt, kann man die als Strahler Fig. 1 zeigt eine erste Bauart einer erfindungs- wirksame geschlitzte Tafel 2 auch so ausgestalten, daß gemäß ausgebildeten Antenne, während aus die Breite sowohl des Schlitzes 3 wie auch der Tafel 2 Fig. 2, 3 und 4 Abänderungsmöglichkeiten der in selbst veränderlich ist. Gemäß Fig. 4 verlaufen die Fig. 1 wiedergegebenen Antennen ersichtlich sind. 30 Längsränder des Schlitzes 3 nach den gleichen ge-Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den näm- zahnten Linien wie bei Fig. 3 und die Längsaränder liehen Bezugsziffern bezeichnet. der Fläche 2 nach den nämlichen gezahnten Linien wie Die in Fig. 1 veranschaulichte Antenne besteht aus bei Fig.
2. Die Veränderung der Breite hat sich in der zwei ebenen parallelen leitenden Flächen oder Tafeln 1 Praxis beim Schlitz der Tafel 2 vorteilhafter als bei und 2 von denen die eine, z. B. die Fläche 1, zur Be- 35 dieser selbst hinsichtlich der der Benutzung der Anfestigung an einem Mast oder einer Säule bestimmt tenne bei einem breiten Frequenzband erwiesen, da und die andere mit einem Schlitz 3 versehen ist. Die die Impedanzänderungen an den Punkten 6 und 7 ingeschlitzte Fläche 2 ist als Strahler und die dahinter- folge der Veränderung der Schlitzbreite vermindert liegende Flache 1 als Reflektor wirksam. Die ge- sind.

schlitzte Fläche 2 ist an der Tafel 1 durch leitende, 40 Eine Antenne nach der Erfindung kann beispielsflächige Querstücke 4 und 5 abgestützt, welche senk- weise folgende auf die Länge der freien Welle bezoreoht zu den Flächen 1 und 2 stehen und mit der gene Hauptabmessungen haben Fläche 2 längs Spannungsknotenlinien verbunden sind. . . Die Angriffspunkte 6 und 7 der Leiter 8 und 9 führen ^Lan^ «^ner J^{eden der Tafeln} *

der Antenne, wenn sie Energie ausstrahlen soll, die 45 „^und * "'V"""" }·° Z^e ^en f¹^

erforderliche, durch einen Sender oder Generator er- ^ange des Schlitzes 3 1,3 WeIlen ange

zeugte Leistung zu, und bei Verwendung der Antenne ^^{relte der} Jafel 1 0,85 We erfange

zum Auffangen von Zeichen münden die Leiter 8 und 9 breite der Tafel 2 ■■■■■■■■ 0,7 We en ange

an einem Empfänger aus. Abstand der Tafeln 1 und 2 0,28 We en ange

Um das Innere des ganzen Antennengebildes gegen 50 ^{Abstand der} Q^rstucke 4 und 5 0,4 Wellenlange Reif niederschlag und Vereisung zu schützen, kann man

durch Platten aus geeignetem Dielektrikum einerseits Patentansprüche· den Schlitz 3 der Tafel 2 und andererseits die zwischen den einander gegenüberliegenden Rändern der 1. Antenne für Ultrakurzwellen, bei welcher Tafeln 1 und 2 vorhandenen seitlichen öffnungen ab- 55 hinter einer als Strahler wirkenden, ebenen leitenschließen. Das für diese Platten benutzte Dielektrikum den, durch einen ausgesparten Schlitz symmetrisch muß möglichst geringe elektrische Verluste ergeben, unterteilten Tafel eine zu ihr parallele zweite ebene wenn die Platten sich in einem elektrischen Wechsel- Tafel als Reflektor angeordnet und mit ihr mittels feld befinden, dessen Frequenz der Betriebsfrequenz rechtwinkliger leitender ebener Querstücke zu der Antenne entspricht. Verschiedene plastische oder 60 einem prismatischen Flächengebilde vereinigt ist aus Glas und Harz zusammengesetzte Massen bekann- und dessen beide in der Strahlertafel liegende ter Art sind für diesen Zweck brauchbar. Kanten .Spannungsknotenlinien sind, dadurch ge-Zwisehen den ebenen flächigen Querstücken 4 und 5 kennzeichnet, daß im Inneren des prismatischen ist eine ebene, zu den Flächen 1 und 2 parallele Fläche Gebildes (1, 2, 4, 5) eine ebene, zu den Tafeln (1 oder Tafel 10 vorgesehen, die kolbenartig verschieb- 65 und 2) parallele, leitfähige, kolbenartig verschiebbar und so in ihrem Abstand von der Tafel 2 veränder- bare weitere Tafel (10) angeordnet ist. bar ist, wodurch man auf die Phasengeschwindigkeit 2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennlängs des Schlitzes 3 einwirken kann, da diese um so zeichnet, daß der Umriß der als Strahler arbeigrößer ist, je kleiner der Abstand D ist. Auf diese tenden Tafel (2) so gewählt ist, daß die Tafalbreite Weise kann man die Verschiebung des Kolbens 10 be- 70 sich in der Längsrichtung des Schlitzes (3) zwi-

sehen einem Maximum an den Enden und in der Mitte der Tafel und einem Minimum an den beiden um ein viertel Tafellänge von der Tafelmitte entfernten Zwischenpunkten ändert.
3. Antenne nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite dee Schlitzes (3) der als Strahler wirksamen Tafel (2) sich derart ändert, daß sie das Minimum an den Enden und in der Mitte des Schlitzes und das Maximum an den beiden von der Mitte um ein viertel Scblitzlänge entfernten Zwischenpunkten aufweist.
4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den ebenen Tafeln (1, 2, 4, 5) vorhandenen Öffnungen durch Platten aus dielektrischem Werkstoff abgeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Oxley-Nowak, »Antennentechnik«, 1953, Fachbuchverlag Siegfried Schütz, Hannover, S. 70/71;

Zeitschrift »Der Fernmeldeingenieur«, April, 1951, H. 1 S. 5, unten, und S. 6, oben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© m 507/264 4.58