DE1297707B

DE1297707B - Antennenanordnung bestehend aus je einer Antenne fuer horizontal und vertikal polarisierte Abstrahlung

Info

Publication number: DE1297707B
Application number: DE1962R0033023
Authority: DE
Inventors: Greif; Huber; Dipl-Ing Franz Reinhold; Dipl-Phys Dr-Ing Rudolf
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1962-06-29
Filing date: 1962-06-29
Publication date: 1969-06-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, bestehend aus einer Antenne für horizontal polarisierte Abstrahlung, die an einem Antennenmast innerhalb einer rohrförmigen Mastverkleidung aus Isolierstoff angeordnet ist, und einer ebenfalls am Antennenmast angebrachten Antenne für vertikal polarisierte Abstrahlung.
Es ist bereits eine Antennenanordnung dieser Art bekannt, bei welcher die horizontal polarisierte Antenne in Form von kreisbogenförmig gestalteten und ein zylinderförmiges Mastteil umgebenden Dipolen innerhalb einer haubenförmigen Mastverkleidung aus Isolierstoff angeordnet ist. Die vertikal polarisierte Antenne ist bei dieser bekannten Anordnung durch das zylinderförmige Mastteil und eine davon isolierte Verlängerung desselben gebildet (USA: Patentschrift 2 480186).
Es ist bei Gemeinschaftsantennenanlagen für mehrere Empfangsbereiche auch schon bekannt, eine Antenne für eine vertikal polarisierte Abstrahlung durch einen oder mehrere in einem Isolierrohrmast eingelegte Drähte zu bilden und oberhalb davon einen üblichen Dipol für horizontal polarisierte Abstrahlung anzuordnen (deutsches Gebrauchsmuster 1773 432).
Letztere bekannte Kombination einer Antennenanlage wird auch meist bei UHF-Fernsehsendeanlagen angewandt, bei denen zusätzliche Antennen für vertikal polarisierte Abstrahlung, z. B. für den öffentlichen beweglichen Landfunk, angebracht werden sollen. Eine Anbringung dieser zusätzlichen Antennen für vertikal polarisierte Abstrahlung unterhalb der Antenne für horizontal polarisierte Abstrahlung ist aber aus mechanischen und elektrischen Gründen bei den üblichen Tragtürmen für UHF-Fernsehsendeantennen nicht immer leicht realisierbar, da die Tragtürme aus statischen Gründen sehr stabil, d. h. mit großem Querschnitt ausgeführt werden müssen. Bei Anbringung dieser zusätzlichen Antennen oberhalb der eigentlichen Fernsehantenne wird der Mast durch die zusätzlichen mechanischen Horizontal- und Vertikalkräfte belastet, und es müßte in diesen Fällen eine unnötig stabile Konstruktion für den Mast verwendet werden.
In vielen Fällen ist es überhaupt unmöglich, auf die UHF-Fernsehsendeantenne noch ein weiteres Antennensystem zu montieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antennenanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der bereits vorhandene Teile der Antenne für ; horizontal polarisierte Abstrahlung, beispielsweise die an der Mastverkleidung aus Isolierstoff angebrachten Blitzbänder oder Verstärkungsleisten bzw. einfache gegebenenfalls nachträglich angebrachte Leiterteile als zusätzliche Antenne für vertikal polarisierte Abstrahlung verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einer Antennenanordnung der eingangs erwähnten Art, dadurch gelöst, daß die vertikal polarisierte Antenne durch ein oder mehrere am Umfang der Mastverkleidung in Höhe der horizontal polarisierten Antenne angebrachte und gemäß dem gewünschten Strahlertyp in zwei oder mehrere Einzelabschnitte unterteilte Metallbänder oder Drähte gebildet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antennenanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung kann ohne Vergrößerung bzw. ohne zusätzliche Verstärkung der eigentlichen Antennentragmaste und ohne gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Antennen auf einfache Weise auch noch nachträglich an einer verkleideten UHF-Antenne angebracht werden. Eine besonders einfache und billige Konstruktion ergibt sich, wenn hierfür gleich die üblichen Blitzbänder und/oder Mastverkleidungsinnenleisten der Mastverkleidung aus Isolierstoff verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine übliche UHF-Sendeantenne mit außen angebrachten Blitzbändern; F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Antennenanordnung nach F i g. 1; F i g. 3 bis 6 zeigen mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ausbildung der Blitzbänder als vertikal polarisierte Antenne.
Wie aus F i g.1 und 2 ersichtlich, besteht die übliche UHF-Fernsehsendeanlage aus einzelnen horizontal polarisierten Antennenfeldern 1, die durch eine zylindrische Verkleidung 2 aus Kunststoff, wie Polyester od. dgl., geschützt sind. Die Zylinderverkleidung 2 kann dabei entweder aus einem einzigen Rohrstück bestehen oder, wie aus dem Schnittbild aus F i g. 2 hervorgeht, aus auf geeignete Weise miteinander verbundenen Viertelschalen, z.B. 2' und 2", zusammengesetzt sein. In letzterem Fall sind zur Verstärkung an den Stoßfugen der Viertelschalen innerhalb der Verkleidung sogenannte Mastverkleidungsinnenleisten 3 aus Metall vorgesehen.
Bei Antennenanlagen der oben bezeichneten Art ist es üblich, am Umfang der Zylinderverkleidung unmittelbar auf dem Kunststoffzylinder aufliegende oder in einem gewissen Abstand von diesen angeordnete Blitzbänder 4 in Form von Metallbändern, -drähten, -stäben vorzusehen, die bei aus Viertelschalen zusammengesetzten Zylinderverkleidungen vorzugsweise gemäß F i g. 2 an den Verbindungsstellen der Viertelschalen angeordnet sind und mit den Mastverkleidungsinnenleisten 3 zusammenwirken.
Erfindungsgemäß sind diese Blitzbänder 4, eventuell im Zusammenwirken mit den Mastverkleidungsinnenleisten 3, als zusätzliche vertikal polarisierte Antenne ausgebildet. Dies kann nach dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel derart erfolgen, daß die Blitzbänder in je etwa d/4 bis 2/2 lange Abschnitte 5, 6 aufgeteilt werden und an benachbarten Enden, vorzugsweise über R/4 lange Stäbe 7 mit dem leitenden Tragmast 1' verbunden und über ein Koaxialkabel 8 gespeist sind. Der Innenleiter des Koaxialkabels ist dabei mit dem einen Blitzbandabschnitt 5 und der Außenleiter mit dem anderen, darunterliegenden Blitzbandabschnitt 6 verbunden.
In ähnlicher Weise kann eine Vielzahl von übereinander angeordneten Dipolstrahlem gespeist werden, wobei die Zusammenführung der Koaxialkabel in herkömmlicher Weise, beispielsweise über Verteiler, erfolgt. Die erforderliche Erdung der Blitzbänder ist durch horizontal verlaufende Stäbe 7 gegeben; darüber hinaus ist nach den einschlägigen Blitzableitervorschriften eine Unterbrechung der Blitzbänder bis zu etwa 30 mm zulässig. Um an einer solchen Stelle eine Beschädigung des Polyesterzylinders zu vermeiden, kann das Blitzband nach außen gebogen und zugespitzt werden. F i g. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei lediglich die Speisung über ein erdsymmetrisches Speisungssystem erfolgt, nämlich über um den Mast 1' isoliert herumgeführte Bandleiter 9, die zusammen mit dem Mast Leitungen mit einem genau definierten Wellenwiderstand bilden. Die Einspeisung der Leitung ist nicht dargestellt; sie kann in bekannter Weise erfolgen. Diese Speisungsanordnung kommt insbesondere dann in Frage, wenn in einer einzigen horizontalen Ebene mehrere, z. B. zwei oder vier Vertikalstrahler 5, 6 angeordnet sein sollen.
Um die Zahl der Speisungsstellen zu vermindern, kann eine Anordnung nach F i g. 5 vorgesehen werden. Hier sind aufeinanderfolgende A/2 lange Strahler 10 durch je eine Umwegleitung 11 verbunden. Die Umwegleitung stellt sicher, daß die fortschreitende Welle die einzelnen Strahlerabschnitte gleichphasig erregt. Die Speisung am Punkt 12 kann dabei gemäß der Ausführungsform nach F i g. 3 oder 4 erfolgen.
Durch teilweise getrennte Ausnutzung der parallel verlaufenden Blitzbänder 4 und der Innenleisten 3 läßt sich eine besonders einfache Symmetrierung der Dipole erreichen. Nach F i g. 6 besteht ein derartiges System aus einem parallel zu der Innenseite 3 verlaufenden und mit dieser galvanisch verbundenen Koaxialkabel, dessen Innenleiter 13 einen geeigneten langen Abschnitt eines aus Innenleiste 3 und Blitzbandabschnitt 14 bestehenden Strahlers speist. Die Entkopplung des Außenleiters 15 des Koaxialkabels gegen Mantelwellen erfolgt dabei durch den unteren Blitzbandabschnitt 16, der an der Einspeisestelle mit dem hier endenden Außenleiter 15 des koaxialen Kabels galvanisch verbunden ist.
Vorzugsweise werden, um mögliche Rückwirkungen zu vermeiden, die vertikalen Blitzbänder 4 und die Innenleisten 3 in der Winkelhalbierenden zwischen den Hauptstrahlungsrichtungen der horizontal polarisierten Felder 1 angebracht, wie dies insbesondere in F i g. 2 gezeigt ist.
Die obenerwähnten Ausführungsbeispiele können in vielfältiger Weise kombiniert werden. So können beispielsweise aus einer UHF-Fernsehsendeantennenanlage sämtliche übereinanderliegenden Blitzbandabschnitte gespeist werden, um einen hohen Leistungsgewinn zu erzielen. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil zu speisen oder zwei völlig voneinander getrennte vertikal polarisierte Antennensysteme zu erstellen. Um eine bessere Entkopplung dieser getrennten Antennensysteme gegeneinander zu erzielen, kann ein weiterer Teil der Blitzbänder, nämlich die zwischen den beiden Antennen liegenden, unausgenutzt bleiben.
Zur Erzielung besonderer Horizontaldiagramme ist es möglich, aus jeder horizontalen Gruppe von vier Blitzbändern nur ein einziges, zwei benachbarte, zwei gegenüberliegende, drei oder auch alle vier zu speisen. Mit wachsender Zahl der gespeisten Blitzbänder pro Gruppe erhöht sich dabei der überstrahlte Winkelbereich.
Es ist möglich, besondere Diagrammeffekte durch innerhalb des Schutzzylinders angeordnete vertikal verlaufende Stäbe, die als Reflektoren oder Leitstrahler wirken, zu erzeugen. Als solche Leitstrahler können auch vorhandene oder zusätzlich angebrachte ungespeiste Blitzbänder dienen.
Um eventuell noch vorhandene Diagrammunrundheiten auszugleichen, ist es möglich, die einzelnen übereinander angeordneten Blitzbandstrahlergruppen gegenseitig um beispielsweise 45° oder auch 30° zu versetzen.
Sofern horizontal verlaufende Leiterteile erforderlich sind, ist es zweckmäßig, diese in solchen Höhenlagen anzubringen, daß sie zwischen den Feldern 1 der horizontal polarisierten Antenne liegen.
Besonders günstig ist es, wenn der Tragmast 1' ein Vollwandträger ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Antennenanordnung, bestehend aus einer Antenne für horizontal polarisierte Abstrahlung, die an einem Antennenmast innerhalb einer rohrförmigen Mastverkleidung aus Isolierstoff angeordnet ist, und einer ebenfalls am Antennenmast angebrachten Antenne für vertikal polarisierte Abstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal polarisierte Antenne durch ein oder mehrere am Umfang der Mastverkleidung in Höhe der horizontal polarisierten Antenne angebrachte und gemäß dem gewünschten Strahlertyp in zwei oder mehrere Einzelabschnitte unterteilte Metallbänder oder Drähte gebildet ist.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die polarisierte Antenne ein bzw. mehrere der am Umfang der Mastverkleidung angeordneten Blitzbänder und/ oder Mastverkleidungsinnenleisten verwendet sind.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelabschnitte der Bänder oder Drähte übereinanderliegen, insbesondere A/4 bis A/2 lang sind, und jeweils zwei aufeinanderfolgende Abschnitte an benachbarten Enden als Dipol gespeist und dort über zwei, insbesondere A/4 lange Leiter mit dem leitenden Antennenmast verbunden sind.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen eines vorbestimmten Strahlungsdiagramms der vertikal polarisierten Antenne zwei oder mehr in gleicher horizontaler Höhe liegende, durch die Einzelabschnitte gebildete Dipole zu einer Gruppe, insbesondere über horizontal verlaufende Band- oder Koaxialleitungen, zusammengeschaltet sind.
5. Antennenanordnung nach Anspruch 4 mit einer aus mehreren übereinanderliegenden Einzelfeldern bestehenden Antenne für horizontal polarisierte Abstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Verbindungsleitungen jeweils in der Höhe zwischen den Einzelfeldern der horizontal polarisierten Antenne angeordnet sind.
6. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr übereinander angeordnete Einzelabschnitte jeweils durch Umwegleitungen miteinander verbunden sind.
7. Antennenanordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Mastverkleidung parallel zu einem an der Verkleidungsaußenwand angebrachten Einzelabschnitt und in Deckung mit diesem ein koaxiales Speisekabel geführt ist, dessen Außenleiter an der Speisestelle mit diesem Einzelabschnitt und dessen Innenleiter mit dem benachbarten Ende des anschließenden Einzelabschnitts verbunden ist. B.
Antennenanordnung nach Anspruch 1 bis 7, bei der die Hauptstrahlungsrichtungen der Antenne für horizontal polarisierte Abstrahlung rechte Winkel miteinander einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die die vertikal polarisierte Antenne bildenden Einzelabschnitte in der Winkelhalbierenden zwischen diesen Hauptstrahlungsrichtungen angeordnet sind.
9. Antennenanordnung nach Anspruch 4 oder 5 oder den auf Anspruch 4 rückbezogenen Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal polarisierte Antenne aus zwei oder mehr übereinander angeordneten Strahlergruppen besteht und benachbarte Strahlergruppen um einen Winkel von insbesondere 30 bis 45° gegeneinander versetzt angeordnet sind.