DE1516872C3

DE1516872C3 - Antenne aus mehreren mit gleicher Amplitude gespeisten Strahlerebenen

Info

Publication number: DE1516872C3
Application number: DE1966T0031145
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 1000 Berlin Bruger
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-05-12
Filing date: 1966-05-12
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE1516872B2; GB1186786A; DE1516872A1

Description

Antennen, die so hohe Frequenzen abstrahlen, daß sie nur auf Sichtweite empfangen werden können, erhalten im allgemeinen ein Vertikaldiagramm mit starker Richtwirkung, dessen Strahlungsmaximum auf den Horizont gerichtet wird. Dabei wirken sich Nullstellen im Vertikaldiagramm unterhalb des Horizontes naturgemäß störend auf die Versorgung von Empfängern aus, die wenig entfernt von der Sendeantenne liegen. Deshalb ist eine Nullstellenauffüllung nötig. Außerdem wird ein Kosekans-Vertikaldiagramm angestrebt, mit dem eine Versorgung mit gleicher Feldstärke in allen Entfernungen möglich ist. Die Annäherung an das Kosekansdiagramm wird jedoch im allgemeinen nicht allzuweit getrieben, da sie mit einem Gewinnverlust verbunden ist.

Meist wird die Nullstellenauffüllung durch oder gleichzeitig mit einer Diagrammabsenkung durchgeführt. Wegen der Nachteile oder Schwierigkeiten, die sich bei Einspeisung der die Antenne bildenden Elementarstrahler mit unterschiedlicher Amplitude oder bei unregelmäßiger Anordnung der Elementarstrahler ergeben, wird bei der Erfindung von der einfachsten Möglichkeit der Nullstellenauffüllung und Diagrammabsenkung ausgegangen, nämlich von der Einspeisung der Elementarstrahler mit unterschiedlichen Phasen. Hierzu ist eine Antenne bekannt, deren Ebene mit untereinander gleichen Amplituden gespeist sind und die in vier untereinander gleich große Gruppen eingeteilt ist, wobei die mittleren Gruppen mit einem Phasenunterschied gegenüber den äußeren Ebenen eingespeist sind und eine Absenkung des Vertikaldiagramms der mittleren Gruppen vorgenommen ist (DE-PS 9 63 072).

Ähnliche Antennen, bei denen ebenfalls nur die Speisephasen, nicht aber die Speiseamplituden unterschiedlich sind, sind in den Rundfunktechnischen Mitteilungen, 1963, Seite 335, Bilder 7a bis d dargestellt.

■>»

M)

b^r> In Bild 7a ist ein Phasenunterschied zwischen den mittleren und den äußeren Ebenen von 45° angegeben.

Eine weitere ähnliche Antenne, bei der dieser Phasenunterschied beispielsweise 50° beträgt, ist aus L'Onde Electrique, November 1964, S. 1168 bekannt.

Allerdings sind die mit den bekannten Antennen erzielten Ergebnisse noch nicht befriedigend, weil entweder die Nullstellenauffüllung oder die Beseitigung der Nebenzipfel ungenügend ist, oder weil ein zu großer Gewinnverlust auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterentwicklung der Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart, daß sie ohne allzu große Gewinneinbußen gegenüber einer Antenne mit gleichphasig gespeisten Gruppen möglichst gut aufgefüllte Nullstellen und zugleich derart weitgehend eingeebnete Nebenzipfel im Vertikaldiagramm hat, daß sich ein möglichst glatter und gleichmäßiger Verlauf des Vertikaldiagramms ergibt, der dem anzustrebenden Kosekans-Diagramm möglichst weitgehend angenähert ist. (Nebenzipfel sind kleinere Strahlungsmaxima von Richtantennen außerhalb der Hauptstrahlungsrichtung).

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 die dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 entsprechenden Merkmale verwirklicht werden.

Außerdem kann jeweils eine zur doppelten Phasenkompensation mindestens nötige Anzahl von Elementarstrahlern zu einer doppelt phasenkompensierten Untergruppe zusammengefaßt werden. Eine solche Untergruppe besteht beispielsweise aus vier Elementarstrahlern, wenn es sich um eine drehfeldgespeiste Antenne handelt, bei der vier Spalten von Elementarstrahlern quadratisch in oder um einen Mast herum angeordnet sind. In den Zeichnungen stellt

Fig. 1 ein Vertikaldiagramm eines Ausführungsbeispielsund

Fig.2 den dabei zugrunde gelegten Phasenverlauf der acht Ebenen der Antenne dar.

Zwei Ebenen einer solchen Antenne bilden eine Gruppe. Dabei sind Elementarstrahler, beispielsweise Achterfelder spaltenweise angeordnet.

Die Antenne wird in vier etwa gleich große Gruppen eingeteilt. Die beiden mittleren Gruppen der Antenne oder die Ebenen 3 bis 6 (vgl. F i g. 2) werden mit einem Phasenunterschied von φι = 25° bis 40° gegenüber den äußeren Ebenen eingespeist. Dazu müssen die Kabellängen von den Gruppenverteilern zum Hauptverteiler entsprechend geändert werden. Um den beiden mittleren Gruppen eine elektrische Absenkung ihres Vertikaldiagrammes zu geben, müssen die Speiseleitungen ihrer Elementarstrahler oder die von den Gruppenverteilern ausgehenden Leitungen eine von oben nach unten zunehmende Länge erhalten. Die direkt über bzw. unter den mittleren Gruppen liegenden Ebenen, also die Ebenen 2 und 7, werden mit einem Phasenunterschied von φ₂ = 10° bis 20° gegenüber den äußeren Ebenen eingespeist, wobei die Phasenunterschiede φι und ψ2 entgegengesetztes Vorzeichen haben. Dies läßt sich wiederum durch Änderung der zugehörigen Kabellängen erreichen.

Fig. 1 zeigt ein Vertikaldiagramm (dabei ist & der negative Erhebungswinkel von der Horizontalen und d der Abstand zwischen zwei Elementarstrahlern) eines Ausführungsbeispieles einer Antenne nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt den dabei zugrunde gelegten Phasenverlauf der Ebenen, λ zeigt den Phasenverlauf von f/>i-

β zeigt den Phasenverlauf für die elektrische Absenkung des Vertikaldiagrammes der mittleren Gruppen der Antenne, γ zeigt den Verlauf von φ₂ und δ den Verlauf der Phase, die zur Absenkung des gesamten Diagrammes nötig ist. α gibt den resultierenden Phasenverlauf an.

Der Vorteil von Antennen nach der Erfindung liegt darin, daß trotz des geringen Aufwandes eine genügende Nullstellenauffüllung und Diagrammabsenkung erreicht wird. Außerdem ist die Gewinnminderung gegenüber der phasengleichen Speisung trotz der starken Nullstellenauffüllung gering. In dem als Beispiel angegebenen Fall sind die ersten drei Nullstellen mit 30%, 14% und 11% bei einer Gewinnniinderung von 0,8 dB aufgefüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Antenne, die aus mehreren mit gleicher Amplitude gespeisten, in untereinander gleichen Abständen angeordneten, sich jeweils aus einem oder mehreren Elernentarstrahlen zusammensetzenden Ebenen (Etagen) besteht, die in vier ungefähr gleich große, jeweils aus benachbarten Ebenen bestehende Gruppen eingeteilt sind, von denen die äußeren wenigstens zwei Ebenen enthalten, und die mittleren Gruppen mit einem Phasenunterschied gegenüber den äußeren Ebenen eingespeist sind, wobei eine elektrische Absenkung des Vertikaldiagrammes der beiden mittleren Gruppen vorgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß abgesehen von '' einer zur Diagrammabsenkung möglicherweise vorgesehenen, in bekannter Weise von oben nach unten zunehmenden Phasennacheilung aller Ebenen (Fig. 2(5) die direkt über und die direkt unter den mittleren Gruppen liegende Ebene jeweils mit einem ²⁽⁾ Phasenunterschied von ψ2 = 10° bis 20° gegenüber den äußeren Ebenen eingespeist ist (Fig.2γ) und daß der mittlere Phasenunterschied der Einspeisungen der mittleren Gruppen gegenüber den äußeren Ebenen φ, = 25° bis 40° beträgt (Fig. 2a), wobei ^r> die Phasenunterschiede ψ\ und ψ2 entgegengesetztes Vorzeichen haben.