DE1244251B - Rundstrahlantenne fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen - Google Patents

Description

[DESREPUBLIK DEUTSCHLAND

'EUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Deutsche Kl.

HOIq

21 a4 - 46/04

Nummer: 1244 251

Aktenzeichen: D 32941IX d/21 a4

Anmeldetag: 24. März 1960

Auslegetag: 13. Juli 1967

Die Erfindung betrifft eine Rundstrahlantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei welcher ein Dielektrikum zur Strahlenbündelung benutzt wird. Derartige Antennen werden insbesondere für die Fernseh-Rundfunkversorgung im kürzeren Dezi- und Zentimeterwellenbereich in den Bändern VI, VII und VIII benötigt.

Aus energetischen Gründen ist dabei eine möglichst starke Vertikalbündelung anzustreben. Die zu fordernde Halbwertsbreite in vertikaler Richtung ist dabei von der Beschaffenheit des zu versorgenden Gebietes und vom Standort des Fernsehsenders abhängig.

Antennen, bei denen ein Dielektrikum zur Strahlenbündelung benutzt wird, sind an sich bekannt. Hierbei handelt es sich in der Hauptsache um dielektrische Stiel- und Rohrstrahler. Diese Antennen stellen Längsstrahler mit Querstrahleigenschaften dar und bestehen entweder aus konischen Stielen oder Rohren aus jeweils dielektrischem Material. Den Erreger bildet ein Dipol an einem Ende des Strahlers. Die Form dieser dielektrischen Antennen ist durch ihre Aufgabe, sowohl eine Horizontal- wie eine Vertikalbündelung zu erzielen, bestimmt (FTZ, H. 2, Februar 1949, Mallach, Dielektrische Richtstrahler).

Weiter sind dielektrische Antennen bekannt, die aus einem horizontal angeordneten, im Zentrum erregter Radial-Wellenleiter in Gestalt einer Scheibe aus dielektrischem Material bestehen. Derartige dielektrische Scheibenantennen strahlen die radial nach außen geleiteten Wellen längs ihres Umfangs ab und bewirken eine horizontale Rundstrahlung mit vertikaler Bündelung des Strahlungsdiagramms (USA.-Patentschrift 2 433 924, französische Patentschrift 972 701, britische Patentschrift 466 063).

Es ist bekannt, solche Radial-Wellenleiter durch einen längs ihrer vertikalen Mittelachse angeordneten stiftförmigen Erreger zu erregen. Außerdem ist es bekannt, auf der Scheibenoberfläche einen metallischen Belag anzubringen.

Zu dieser Gattung von Scheibenantennen zählt auch eine weitere bekannte Anordnung, bei der mehrere dielektrische Scheiben übereinander angeordnet sind, die durch ineinandergeschachtelte konzentrische Leitungen im Zentrum erregt werden. Die Abstrahlung erfolgt hier, wie bei den bereits behandelten Scheibenantennen, an den sich vom Zentrum zum Umfang verjüngenden Scheiben und nicht zwischen den Scheiben (britische Patentschrift 685 073).

Es hat sich gezeigt, daß bei solchen Scheiben-Rundstrahlantenne für sehr kurze
elektromagnetische Wellen

Anmelder:

Deutsche Bundespost,

vertreten durch den Präsidenten

des Fernmeldetechnischen Zentralamts,

Darmstadt, Rheinstr. 110

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Karl-Otto Schmidt, Darmstadt;

Dipl.-Ing. Alfred Traeger, Frankfurt/M.

antennen, die man sich durch die Rotation eines dielektrischen Stielstrahlers um eine an seiner Erregerseite gedachte vertikale Achse entstanden denken kann, die vertikale Bündelung nicht in allen Fällen ausreicht. Die massiven Scheibenantennen stellen überdies auch unter Berücksichtigung der niedrigen Dichte des Dielektrikums noch verhältnismäßig große Massen dar, deren Montage statisch gewissen Anforderungen genügen muß.

Auch die erfindungsgemäße Antenne geht von einem horizontal angeordneten Radial-Wellenleiter aus dielektrischem Material aus, der in seinem Zentrum durch einen längs der vertikalen Mittelachse des Radial-Wellenleiters angeordneten stiftförmigen Erreger erregt ist und die radial nach außen geleiteten Wellen längs seines Umfangs abstrahlt. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer dielektrischen Rundstrahlantenne eine bessere Vertikalbündelung zu erreichen und die oben angedeuteten mechanischen Schwierigkeiten bei der Montage zu vermeiden.

Erfindungsgemäß besteht der Radial-Wellenleiter aus zwei übereinander angeordneten dielektrischen Scheiben mit gegenüber der Betriebswellenlänge geringer, über den Scheibenradius gleichbleibender

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Dicke, wobei der Abstand zwischen beiden Scheiben analog der vom dielektrischen Rohrstrahler her bekannten Bemessungsregel gewählt ist.

Eine solche »Doppelscheibenantenne« kann man sich nämlich durch Rotation eines dielektrischen Rohrstrahlers um eine auf der Erregerseite gedachte vertikale Achse entstanden denken, so daß die in der eingangs zitierten Arbeit von M al lach in der FTZ, Februar 1949, auf der Seite 33, Abs. 1, angegebenen Bemessungsregel für den Durchmesser eines dielektrischen Rohrstrahlers für die Bemessung des Abstandes der beiden Scheiben übernommen werden kann. Der Erregerstift mißt zweckmäßig eine halbe Wellenlänge.

Die Wandstärke dieser Scheiben wird vorteilhaft unter einem Viertel der Betriebswellenlänge liegen.

Zur stoßfreien Anpassung der Rundstrahlantennen an die Energieleitung ist in Weiterbildung der Erfindung eine abstimmbare Stichleitung vorgesehen.

Ferner ist es nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens möglich, die erfindungsgemäße Antennenform derart abzuwandeln, daß in an sich bekannter Weise auf der oberen Scheibe ein metallischer Belag angebracht ist. Auf diese Weise entsteht ein nach unten gerichtetes, kreisförmiges Strahlungsdiagramm.

In der Figur wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelscheibenantenne gezeigt.

In der Figur stellt 1' die obere und 1 die untere von zwei übereinander angeordneten Scheiben aus dielektrischem Material (Polystyrol od. ä.) dar. Die beiden Scheiben 1 bzw. 1' werden in ihrem Zentrum durch einen Λ/2-Stift 2 erregt, dem über das konzentrische Kabel 3 Hochfrequenzenergie zugeführt wird. Die abstimmbare Stichleitung 4 dient zur Transformation des Scheinwiderstandes und damit zur Anpassung des Strahlers an den Wellenwiderstand des Kabels 3. Der Abstand zwischen den beiden Scheiben 1 und V wird durch vier Tragstäbe 5 gewährleistet, die die obere Scheibe V tragen. Die Tragstäbe 5 sind aus einem Material gefertigt, welches die Feldverteilung zwischen beiden Scheiben nicht merklich stört. Der A/2-Stift 2 ragt in den Raum zwischen beiden Scheiben hinein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rundstrahlantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem horizontal angeordneten Radial-Wellenleiter aus dielektrischem Material, der in seinem Zentrum durch einen längs der vertikalen Mittelachse des Radial-Wellenleiters angeordneten stiftförmigen Erreger erregt ist und die radial nach außen geleiteten Wellen längs seines Umfangs abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß der Radial-Wellenleiter aus zwei übereinander angeordneten dielektrischen Scheiben (1,1') mit gegenüber der Betriebswellenlänge geringer, über den Scheibenradius gleichbleibender Dicke besteht, wobei der Abstand zwischen beiden Scheiben (1, V) analog der vom dielektrischen Rohrstrahler her bekannten Bemessungsregel gewählt ist.

2. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstift (2) eine halbe Wellenlänge mißt.

3. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Scheiben (1,1') unter einem Viertel der Betriebswellenlänge liegt.

4. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur stoßfreien Anpassung der Antenne an die Energieleitung eine abstimmbare Stichleitung (4) am Antenneneingang vorgesehen ist.

5. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der oberen Scheibe (!') ein metallischer Belag angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 972 701;
britische Patentschriften Nr. 466 063, 685 073;
USA.-Patentschrift Nr. 2 433 924.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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