DE1130868B

DE1130868B - Antenne fuer horizontale Rundstrahlung

Info

Publication number: DE1130868B
Application number: DET19397A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Becker
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-12-07
Filing date: 1960-12-07
Publication date: 1962-06-07
Also published as: GB926599A

Description

Antenne für horizontale Rundstrahlung Aus der Fachliteratur ist unter der Bezeichnung »Discone-Antenne« bereits eine Antenne bekanntgeworden, welche innerhalb eines verhältnismäßig breiten Frequenzbereiches bei annähernd gleichbleibendem Wirkungsgrad verwendet werden kann. Diese Antennenform, welche besonders im Bereich ultrakurzer Wellen anwendbar ist, besteht im wesentlichen aus einem ersten Strahlerpo;1 in Gestalt einer horizontalen Kreisscheibe und einem zweiten Strahlerpol in Gestalt eines koaxial zu der Scheibe liegenden, sich nach der von der Scheibe abgewendeten Seite öffnenden Kegelstumpfes und wird durch eine durch -den Innenraum des kegelförmigen Strahlerpols koaxial hindurchgeführte Koaxialleitung gespeist, deren Innenleiter mit der Mitte des scheibenförnügen Strahlerpols und deren Außenleiter in der Nähe der Scheibe mit dem Rand des kegelförmigen Strahlerpols an seinem engeren Ende verbunden ist (»,Funkschau« 1952, Heft 11, S. 214).
Solche Antennen besitzen bei guten Breitbandeigenschaften den schätzbaren Vorzug großer Einfachheit. Sie sind konstruktiv sehr robust und eignen sich daher nicht nur für ortsfeste, sondern ganz vorzüglich auch für ortsbewegliche Antennenanlagen.
Versuche haben ergeben, daß die Strahlungsverteilung dieser für horizontale Rundstrahlun g bestimmten Antennen häufig noch nicht befriedigt. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Konstruktion, also besonders die Abmessungen der beiden genannten Strahlerpole und Öffnungswinkel und Länge des kegelförmigen Strahlerpols, derartig gewählt ist, daß besonders hohe Breitbandanforderungen erfüllt werden können. Es hat sich ergeben, daß bei solchen Antennen die Richtung des Strahlungsmaximums im Horizontaldiagramm gegenüber der Horizontalen stärker als er-wünscht abgesenkt ist. Die Antennen sind daher häufig für Versorgangsaufgaben, bei denen dieses Strahlungsmaximum innerhalb eines sehr kleinen Winkelbereiches -um die Horizontale liegen soll, nicht einsatzfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Schwierigkeiten zu überwinden und eine aus der bekannten Form der Discone-Antenne hergeleitete Antennenform anzugeben, bei der das Strahlungsmaximum im Horizontaldiagramm nach Wunsch in Richtung der Horizontalen oder unter einem sehr kleinen Winkel gegenüber der Horizontalen auftritt. Dabei soll die Einfachheit der Konstruktion und ihre Eignung für ortsbewegliche Antennenanlagen voll erhalten bleiben, wie auch die Breitbandeigenschaften keine Verschlechterung erfahren -sollen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Antenne der erwähnten bekannten Form auf der von der Scheibe abgewendeten Seite des kegelförinigen. Strahlerpols Bein im wesentlichen als koaxialer Rotationskörper ausgebildeter Reflektor zur Einstellung der Winkellage des Strahlungsmaximums des Horizontalstrahlungsdiagramms auf den gewünschten Erhebungswinkel, vorzugsweise 01, vorgesehen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Antenne nach der Erfindung hat der Reflektor die Form eines Kegelstumpfes von größerem öffnungswinkel als der kegelförmige Strahlerpol und schließt sich mit seinem engeren Ende an das weitere Ende dieses Strahlerpols in geringem axialem Abstand an. Die Durchmesser der einander benachbarten Enden des'kegelförmigen Strahlerpols und des Reflektors sind dabei vorzugsweise einander wenigstens -ungefähr gleich. Die axiale Länge des Reffektorkegels kann geringer sein als die des kegelförmigen Strahlerpols und vorzugsweise im Verhältnis 1: 2 zu dieser stehen. Der Reflektor wird zweckmäßigerweise mit dem seinen Innenraum in Achsrichtung durchdringenden, vorzugsweise rohrförmigen Tragelement oder mit dem Außenleiter der Koaxialleitung leitend verbunden. Versuche haben ergeben, daß der Winkel einer Erzeugenden des Reflektorkegels gegenüber seiner Achse vorteilhafterweise zwischen 60 und 75' liegt und vorzugsweise 67,5' beträgt. Eine sehr feine Einstellung der Lage des Strahlungsmaximums läßt sich durch, Veränderung des axialen Abstandes zwischen dem kegelförmigen Strahlerpol und dem Reflektor erzielen.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Antenne nach der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 bilden der obere, scheibenförmige Strahlerpol 1 und der untere, kegelförmige Strahlerpol 2 eine an sich bekannte Discone-Antenne. Der Strahlerpol 1 wird, über isolierende Stützen 3 von dem rohrförmigen Träger 4 gehalten, der zugleich den Außenleiter der Koaxiaffeitung4, 5 bildet. Der Innenleiter5 ist im Punkt 6 mit der Mitte des scheibenförmigen Strah#lerpols 1 verbunden. Die Verbindung des kegelförnügen Strahlerpols 2 mit dem Außenleiter der Koaxialleitung liegt bei dem Punkt 7, wo sich zugleich der Rand des kegelförmigen Strahlerpols, gegen den rohrförmigen Außenleiter 4 abstützt. Es sei erwähnt, daß nicht notwendigerweise der rohrförmige Träger 4 zugleich den Außenleiter der Koaxialleitung bilden muß. Es ist auch möglich, in diesen rohrförmigen Träger eine Koaxialleitung einzuziehen, deren Innen-leiter am Punkt 6 mit dem scheibenförmigen Strahlerpol und deren Außenleiter bei der Stelle 7 mit dem kegelförinigen Strahlerpol verbunden wird.
Die bisher beschriebenen Teile der Fig. 1 bilden, wie erwähnt, eine bekannte Discone-Anten-ne. Fig. 2 zeigt in der Kurve b das gemessene Vertikal-Strahlungsdiagramm einer solchen Antenne, welches erkennen läßt, daß das Strahlungsmaximum gegenüber der Horizontalen etwa um einen Winkel von 30' abgesenkt ist. Eine solche Strahlungsverteilung ist im allgemeinen unerwünscht und könnte bei der dargestellten Antenne ohne die Hilfe der Erfindung nur unter Hinnahme einer Einbuße hinsichtlich ihrer Breitbandeigenschaften in der gewünschten Weise geändert werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Antenne nach der Erfindung ist unterhalb des kegelförmigen Strahlerpols 2 ein ebenfalls kegelförnüger Reflektor 8 vorgesehen, der leitend mit dem rohrförmigen Träger 4 verbunden ist. Der Winkel ß wird zweckmäßigerweise zwischen 60 und 75' gewählt. Der Abstand a kann durch Verschieben des Reflektors 8 auf dem Tragrohr 4 geringfügig verschoben werden, um eine Feineinstellung der Reflektorwirkung auf das Horizontalstrahlungsdiagramm züi erreichen.
Fig. 2 zeigt in der Kurve c den Erfolg, der durch die Verwendung des Reflektors 8 in Fig. 1 erzielt wird. Das Strahlungsmaximum liegt nunmehr in der Horizontalen, so daß in der Horizontalebene eine wesentlich größere Feldstärke am Empfangsort erzielt wird.
Wenn auch die Eigenschaften der Antenne nach der Erfindung bisher nur für den Fall der Aussendung einer Strahlung diskutiert worden sind, so ist doch zu erwähnen, daß die Erfindung mit denselben vorteilhaften Eigenschaften auch dann angewendet werden kann, wenn die beschriebene Antenne für Ernpfangs-Im zwecke dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antenne für horizontale Rundstrahlung mit einem ersten Strahlerpol in Gestalt einer horizontalen Kreisscheibe und mit einem zweiten Strahlerpol in Gestalt eines koaxial zu der Scheibe liegenden, sich nach der von der Scheibe abgewendeten Seite öffnenden Kegelstumpfes, mit Speisung durch eine durch den Innenraum des kegelförmigen Strahlerpols koaxial hindurchgeführte Koaxialleitung, deren Innenleiter mit der Mitte des scheibenförmigen Strahlerpols und deren Außenleiter in der Nähe der Scheibe mit dem Rand des kegelförmigen Strahlerpols an seinem engeren Ende verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Scheibe abgewendeten Seite des kegelförmigen Strahlerpols ein im wesentlichen als koaxialer Rotationskörper ausgebildeter Reflektor zur Einstellung der Winkellage des Strahlungsmaximums des Horizontalstrahlungsdiagrammes auf den gewünschten Erhebungswinkel, vorzugsweise 0', vorgesehen ist.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor die Form eines Kegelstumpfes von größerem Öffnungswinkel als der kegelförmige Strahlerpol besitzt und sich mit seinem engeren Ende an das weitere Ende dieses Strahlerpols in geringem axialem Abstand anschließt. 3. Antenne nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der einander benachbarten Enden des kegelfönnigen Strahlerpols und des Reflektors einander wenigstens ungefähr gleich sind. 4. Antenne nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Reffektorkegels geringer ist als die des kegelförmigen Strahlerpols und vorzugsweise im Verhältnis 1 :2 zu dieser steht. 5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor mit dem seinen Innenraum in Achsrichtung durchdringenden, vorzugsweise rohrförmigen Tragelement oder mit dem Außenleiter der Koaxialleitung leitend verbunden ist. 6. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gek-ennzeichnet, daß der Winkel einer Erzeugenden des Reflektorkegels gegenüber seiner Achse zwischen 60 und 75' liegt und vorzugsweise 67,51 beträgt. 7. Antennne nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen dem kegelfönnigen Strahlerpol und dem Reflektor einstellbar ist.