DE1466207B2

DE1466207B2 - Laengsgeschlitzte zylinderantenne fuer den fernseh rund funk im mittleren dezimeterwellenbereich

Info

Publication number: DE1466207B2
Application number: DE19651466207
Authority: DE
Inventors: Andre Meudon-la-Foret Ferry (Frankreich). GOIs 9-58
Original assignee: Office de Radiodiffusion-Television Francaise
Current assignee: Office de Radiodiffusion-Television Francaise
Priority date: 1964-09-25
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1971-09-30
Also published as: ES317778A1; BE669864A; FR1422129A; DE1466207A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine längsgeschlitzte Zylin- F i g. 9 zeigt das horizontale Strahlungsdiagramm derantenne für den Fernseh-Rundfunk im mittleren einer Gruppierung von zwei Antennen, die in einem Dezimeterwellenbereich mit einer ebenen leitenden Winkel von 90° zueinander stehen;
Fläche, die senkrecht zu der durch Zylinderachse und F i g. 10 zeigt die Änderung der Phase des Strah-Schlitzmittelachse gelegten Ebene außerhalb und auf 5 lungsfeldes als Funktion des Azimuts,
der Schlitzseite des Zylinders in einem Abstand vom F i g. 1 und 2 zeigen die Antenne mit einem Blech-Schlitz angeordnet ist. zylinder 1, der einen axialen Schlitz 2 aufweist und

Es ist eine Rohr-Schlitzantenne bekannt, die ein einer ebenfalls aus Blech bestehenden ebenen leiten-

System von kolinearen Schlitzen aufweist, jedoch den Fläche 3. Der Schlitz 2 befindet sich in einem

keine ebene leitende Fläche besitzt (USA.-Patent- io bestimmten Abstand gegenüber der Fläche 3. Dieser

schrift 2 513 007). Abstand hat eine große Bedeutung für die Charak-

Es ist ein weiteres aus drei längsgeschlitzten teristik der Antenne. Die Enden des Zylinders sind Zylinderantennen bestehendes Antennensystem be- durch kurzgeschlossene Metallplatten 4 und 5 gekannt, bei dem auf beiden Seiten des Schlitzes des schlossen. Eine weitere runde Platte 6 bildet eine mittleren Zylinders ebene leitende Flächen angeord- 15 mittlere Kurzschluß-Zwischenwand senkrecht zur net sind. Diese Flächen verlaufen jedoch tangential Zylinderachse. Der Schlitz 2 erstreckt sich über die in die Zylinderwand hinein und enden kurz vor den ganze Länge des Zylinders und ist an seinen beiden äußeren Zylindern auf der deren Schlitz gegenüber- Enden und in der Mitte durch die Platten 4, 5 und 6 liegenden Seite, d. h., im Bereich vor dem Schlitz ist kurzgeschlossen, die durch Bügel 14, 15 und 16 verkeine leitende Fläche angeordnet (USA.-Patent- 20 stärkt sind. Obgleich nur ein einziger Metallzylinder schrift 2 611 864). vorhanden ist, besteht die Antenne bei dem hier be-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, schriebenen Ausführungsbeispiel aus zwei Schlitzeine Antenne der eingangs genannten Art zu schaf- Zylindern, die Ende an Ende miteinander verbunden fen, die ihr Richtdiagramm in einem breiten Fre- sind.

quenzband nur geringfügig ändert. Erfindungsgemäß 25 Die Fläche 3 wird durch parallel zum Zylinder

wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Antenne der verlaufende Winkeleisen 7 versteift. Der Zylinder ist

eingangs genannten Art der Abstand der leitenden durch Winkelstücke 8 an der Fläche 3 befestigt. Die

Fläche vom Schlitz 2,5 bis 4 °/o der mittleren Be- Winkelstücke 8 sind an den Platten 4 und 5 und an

triebswellenlänge λ beträgt. der Fläche 3 angeschraubt. Unter den Winkelstücken 8

Die erfindungsgemäße Antenne weist bei einer 30 können eine oder mehrere Unterlagscheiben 19 an-

Bandbreite von etwa 40% der mittleren Arbeits- geordnet werden, um den Abstand zwischen dem

frequenz am Speisepunkt ein Amplitudenverhältnis Schlitz und der Fläche 3 einzustellen. Die ebene

der stehenden Welle von maximal 1,2 auf. Fläche 3, die an Masse gelegt werden kann, ist nor-

Ferner liegt bei der erfindungsgemäßen Antenne malerweise auf einem Mast angebracht,

das Phasenzentrum etwa 20 cm hinter der ebenen 35 Der Zylinder wird durch eine Schutzhaube 9 aus

leitenden Fläche. Kunststoff gegen Korrosion geschützt. Die Schutz-

Außerdem kann die erfindungsgemäße Antenne in haube 9 besteht aus einem durch Glasfasern ver-

einem breiten Frequenzband an eine koaxiale Speise- stärkten plastischen Material. Sie hat eine Rand- ·

leitung von 50 Ohm Wellenwiderstand angepaßt leiste 10, die durch Schrauben 11 an der Fläche 3

werden. 40 befestigt ist. Sie ist ferner an ihrem einen Ende mit

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein einer Öffnung 20 für das Speisekabel versehen.
Schlitzzylinder durch eine metallische Trennwand in An den beiden Längsrändern des Schlitzes ist das der Mitte in zwei Zylinder mit aufeinander ausgerich- Zylinderblech nach innen abgekantet, und zwar parteten Längsschlitzen geteilt. Jeder Schlitz wird in allel zu der die Zylinderachse enthaltenden Querseiner Mitte durch eine koaxiale Leitung von 45 ebene, so daß zwei Randleisten 12 und 13 entstehen 100 Ohm Wellenwiderstand gespeist, und diese beiden und hinter diesen zwei Rinnen 17 und 18, die zur Speiseleitungen sind parallel an eine koaxiale Lei- Aufnahme der koaxialen Speiseleitung dienen,
tung von 50 Ohm Wellenwiderstand geschaltet. An den Kanten des Schlitzes 2 in der Mitte jedes

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung Teil-Zylinders, d. h. bei ¹U und bei ³A der Länge des

mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungs- 50 Gesamt-Zylinders sind verformbare Platten 23, 24

beispieles erläutert. angebracht, deren gegenseitiger Neigungswinkel ver-

F i g. 1 zeigt perspektivisch eine erfindungsgemäße stellbar ist. Die Speisung erfolgt mittels zweier ko-

Antenne bei abgenommener Schutzhaube; < axialer Leitungen 21, 22 mit einer Wellenimpedanz

F i g. 2 zeigt perspektivisch die Antenne nach von 100 Ohm, deren Außenleiter in jedem Zylinder

Fig. 1 mit Schutzhaube; 55 an der Platte 23 angelötet ist und deren Innenleiter

F i g. 3 zeigt den Zylinder mit einem axialen an der -Platte 24 angelötet ist. Die Leitungen verSchlitz und die Platten, die eine variable Kapazität laufen durch eine der Rinnen, z. B. 17, und durch bilden; die Platte 6, die zu diesem Zweck einen Durchlaß 25

F i g. 4 und 5 zeigen die Speisekabel der Antenne; hat. Sie sind parallel an eine koaxiale Leitung 26 mit

F i g. 6 zeigt die Variation der Impedanz der An- 60 einer Wellenimpedanz von 50 Ohm angeschaltet, die

tenne in Abhängigkeit von der Frequenz und vom Ab- in der Rinne 18 verläuft und mit einer koaxialen

stand des Zylinders von der ebenen leitenden Fläche; Buchse 27 verbunden ist, die ihrerseits an einem

F i g. 7 zeigt die Änderung der Impedanz der An- Haltewinkel 28 befestigt ist. Die koaxiale Buchse ist

tenne als Funktion der Frequenz und der Schlitz- vor der Öffnung 20 der Haube angebracht,
breite; 65 Strahlungsdiagramm und Eingangsimpedanz hän-

F i g. 8 zeigt das horizontale Strahlungsdiagramm gen von den Abmessungen verschiedener Einzelteile

der Antenne für drei Betriebsfrequenzen, zwei am ab. Nachfolgend werden Zahlenwerte für diese

Bandende und die dritte in der Mitte des Bandes; Einzelteile für eine Antenne der beschriebenen Art

angegeben, die so ausgelegt worden ist, daß sie im Bereich von 470 bis 680 MHz arbeitet, dessen mittlere Frequenz (geometrisches Mittel) 560 MHz ist (A = 53 cm). Der Einfluß der Abmessungen der Schlitzzylinderantenne auf das Strahlungsdiagramm und die Eingangsimpedanz ist an sich bekannt und soll nachfolgend noch einmal kurz aufgeführt werden.

1. Breite der ebenen leitenden Fläche:

Sie beeinflußt insbesondere das Diagramm. Durch Versuche wurde ein günstiges Diagramm bei einer Breite der Fläche in der Größenordnung von 0,84 λ erreicht.

2. Durchmesser des Zylinders:

Er hat wesentlichen Einfluß auf die Impedanz. Es ist bekannt, daß die Impedanz in einem breiten Band sich um so weniger ändert, je größer dieser Durchmesser ist. Mit Rücksicht auf die Größe der Antenne ist ein Durchmesser in der Größenordnung von 0,26 λ günstig.

3. Länge des Zylinders:

Sie wirkt unmittelbar auf die Impedanz und den Antennengewinn. Hinsichtlich der Impedanz ist die Wirkung der Länge des Zylinders die gleiche wie die des Abstandes des Zylinders von der ebenen leitenden Fläche. Als Länge wurde 1,67 λ gewählt.

4. Breite des Schlitzes:

Sie beeinflußt die Impedanz.

Fig. 7 zeigt die Impedanzkurven für drei Breiten d des Schlitzes. Man kann feststellen, daß für die Breite von 40 mm (Kurve 71) die die Impedanz darstellenden Punkte besser gruppiert bleiben als für die anderen Breiten von 17 und 26 mm (Kurven 72 und 73). Nach Transformierung der Impedanz durch einen Kondensator parallel zu den Klemmen des Schlitzes kann man den Mittelwert der Impedanz auf 100 Ohm bringen (wie dies die Kurve 74 zeigt). Die Punkte bleiben gut gruppiert. Nachdem die beiden Zylinder parallel geschaltet sind, erlaubt der Wert von 100 Ohm die Erlangung einer Impedanz von 50 Ohm.

Wie bereits erwähnt, hängen die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Antenne im Verhältnis zu Zylinderantennen mit Schlitz jedoch ohne ebene Fläche zu einem großen Teil von dem Abstand zwischen dem Schlitz und dieser Fläche ab.

F i g. 6 zeigt den Einfluß des Abstandes h der Mitte des Zylinders von der ebenen leitenden Fläche 3 auf die Impedanz. Für einen Abstand h von 9 cm oder 0,17 λ (Kurve 61) bleibt das Verhältnis der stationären Wellen unterhalb von 1,19 — entsprechend einem Reflexionsfaktor ρ kleiner 0,09 — im Frequenzband von 470 bis 680 MHz, währeiid für den Abstand h = 10 cm oder 0,19 λ (Kurve 62) und für h = 11 cm oder 0,21 λ (Kurve 63) dieses Verhältnis 1,4 bzw. 1,5 im gleichen Frequenzband erreicht. Bei h unter 0,17 λ steigt die Streuung der Punkte von neuem an. Die Länge des Zylinders und sein Durchmesser wirken ebenfalls — wenn auch wesentlich schwächer — auf das Strahlungsdiagramm ein.

Wie eingangs beschrieben, hat die erfindungsgemäße Antenne ein Phasenzentrum hinter der ebenen leitenden Fläche 3, was für die Gruppierung der Antennen sehr günstig ist.

F i g. 10 zeigt den Feldverlauf der Phase φ als Funktion des Azimuts Θ im Verhältnis zu einer Bezugsachse O, die 17 cm (0,32 λ) hinter der Ebene der leitenden Fläche 3 und parallel zu dieser liegt, und zwar für die drei Frequenzwerte 470 MHz

ίο (Kurve 101), 560 MHz (Kurve 102) und 680 MHz (Kurve 103). Man kann feststellen, daß die Phase φ des Feldes in einem Azimutbereich von 0 + 80° praktisch kaum variiert.

F i g. 8 zeigt das horizontale Strahlungsdiagramm der Antenne nach F i g. 2 für drei Frequenzen, nämlich 470 MHz (Kurve 81), 560 MHz (Kurve 83) und 680 MHz (Kurve 83). In F i g. 9 ist das horizontale Strahlungsdiagramm von zwei mit ihren Hauptstrahlungsrichtungen senkrecht zueinander stehenden

ao Antennen nach F i g. 2 dargestellt, deren Strahlungsachsen sich 32,5 cm hinter den leitenden Flächen im Punkte schneiden. Die Breite jeder Fläche (0,84 λ = 44 cm) erlaubt es nicht, die Phasenzentren der beiden Antennen zusammen fallen zu lassen.

Trotzdem kann man feststellen, daß das Strahlungsdiagramm der F i g. 9 in einem Azimutbereich von 0 bis 90° keinen wesentlichen Einbruch aufweist, was damit übereinstimmt, daß die Phasenzentren sich zwischen den leitenden Flächen und dem Schnittpunkt/ί befinden.

Claims

Patentansprüche:

1. Längsgeschlitzte Zylinderantenne für den Fernseh-Rundfunk im mittleren Dezimeterwellenbereich mit einer ebenen leitenden Fläche, die senkrecht zu der durch Zylinderachse und Schlitzmittelachse gelegten Ebene außerhalb und auf der Schlitzseite des Zylinders in einem Abstand vom Schlitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der leitenden Fläche vom Schlitz 2,5 bis 4°/o der mittleren Betriebswellenlänge λ beträgt.

2. Anordnung von zwei Antennen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kolineare Mittelachsen und Schlitze aufweisenden Zylinder durch einen einzigen in seiner Mitte durch eine Querwand unterteilten geschlitzten Zylinder gebildet sind, der einen Durchmesser von ungefähr 0,26 λ und eine Länge von ungefähr 1,67 λ hat, daß jeder Schlitz in seiner Mitte durch eine koaxiale Leitung (21, 22) gespeist ist und die beiden koaxialen Leitungen parallel an eine koaxiale Hauptspeiseleitung (26) angeschaltet sind, deren Wellenwiderstand halb so groß ist wie der der koaxialen Leitungen.

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Fläche (3) eine Länge von mindestens 1,67 λ und eine Breite von ungefähr 0,84 λ aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen