DE1616261C2 - Antenne aus zwei gleichen Wellenleitstrukturen, einer dritten Wellenleitstruktur und einem AnschluBdipol - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne, die vorzugsweise zum Fernsehempfang in den UHF-Bereichen

aer eingangs beschriebenen Art die mittlere Wellen- Fortpflanzungsgeschwindigkeit ν dieser Welle auf der

leitstruktur kurze ist als die beiden äußeren und Wellenleitstrukto ist kleiner als im freien Raum

diese in der Richtung zum empfangenen Sender über (Lichtgeschwindigkeit c). Das Verhältnis v/r wüd als

die mitüere hinausragen _rdative Phasengeschwindigkeit bezeichnet. Um die

Zahlreiche Versuche haben zu dem Ergebnis ge- 5 genannte Forderung nach Phasengleicheit der zum führt, daß die in der angeführten Gbm-Schnft be- Anschlußdipol gelangenden Spannungen möglichst schriebene Antenne dadurch wesen hch verbessert gut zu erfüllen, hat es sich als vorteilhaft erwiesln, die werden kann, daß die mittlere Wellenleitstruktur zum relative Phasengeschwindigkeit der mittleren Wellengroßen Teil weggelassen wird Der Gewinn der An- leitstruktur kleiner zu machen als die der äußeren, tenne wird durch diese Maßnahme vergrößert, wenn i. Das wird in vorteilhafter Ausgestaltung der erfindie Elemente der Weljenleitstrukturen in geeigneter dungsgemäßen Antenne in einfacher Weise dadurch Weise angeordnet weraen. erreicht, daß die dem Anschlußdipol benachbarten

Diese überraschende Tatsache laßt sich durch die Elemente der mittleren Wellenleitstruktur vonein-

folgenden Überlegungen erklaren: ander _{kleinere Abstände haben als die Elemen}te der

Damit zwei Wellenleitstrukturen eine möglichst 15 äußeren Wellenleitstrukturen

große Leistung aus dem Wellenfeld des empfangenen Ein einfacher und günstiger Aufbau der erfindungs-Senders aufnehmen und der Antennengewinn mög- gemäßen Antenne ergibt sich dadurch, daß die WeI-lichst groß wird, muß ihr gegenseitiger Abstand so lenleitstrukturen gerade Längsmittellinien (Längsgroß sein, daß sich die Wirkflachen der Wellenleit- achsen) haben, die zueinander parallel sind. Aus den Strukturen nicht überdecken. ₂₀ Erläuterungen über die Abstände der Wellenleitstruk-

Für zwei einzelne Dipole ist der günstigste Abstand türen ergibt sich, daß es auch vorteilhaft sein kann, unter diesem Gesichtspunkt 0,75 I. Für zwei YAGI- den Abstand der Längsmittellinien der beiden äußeren Antennen, die durch eine Leitung zu einer Zwei- Wellenleitstrukturen wenigstens über einen Teil ihrer ebenenantenne verbunden sind, ist der günstigste Ab- Länge in der Richtung zum empfangenen Sender zustand zwischen den beiden Ebenen etwa 1,2;. (A-Be- 25 nehmen zu lassen. Für die Wellenleitstrukturen der triebswellenlänge). erfindungsgemäßen Antenne sind die gleichen EIe-

Wenn nun die von den Wellenleitstrukturen auf- mente geeignet wie für die beschriebene bekannte genommene Leistung nicht über Leitungen, sondere Antenne, nämlich in Halbwellenresonanz abgedurch Strahlungskopplung dem Anschlußdipol zu- stimmte, zur Empfangsrichtung senkrechte, stabförgeführt wird, müssen die Abstände zwischen den ein- 30 mige Dipole (Halbwellendirektoren), die zur Ebene zelnen Wellenleitstrukturen wesentlich kleiner sein, der Längsmittellinien der drei Wellenleitstrukturen weil sonst die Kopplung zu schwach ist. Der Korn- senkrecht stehen. Es können aber auch alle bekannpromiß zwischen diesen beiden gegensätzlichen For- ten Arten von Wellenleitstrukturen verwendet werderungen, der bei der bekannten Antenne bezüglich den, die z. B. in einem Aufsatz in der Nachrichtendes Gewinns zu einem unbefriedigenden Ergebnis ge- 35 technischen Zeitschrift (NTZ), 1959, Heft 10, S. 501 führt hat, ist durch die Erfindung dadurch erheblich bis 508, beschrieben sind. Besonders vorteilhaft in verbessert worden, daß die beiden äußeren Wellen- ihrem Verhältnis zwischen Nutzeffekt und Aufwand leitstrukturen in der Richtung zum empfangenen bzw. Kosten sind als Elemente der Wellenleitstruk-Sender beträchtlich über die verkürzte mittlere hin- türen jeweils zwei gleichachsige, zur Ebene der Längsausragen. Der zum Koppeln erforderliche geringe 40 mittellinie der Wellenleitstrukturen senkrechte HaIb-Abstand zwischen den Wellenleitstrukturen ist nur Wellendirektoren, deren Abstand voneinander für alle bei einem Teil der gesamten Antennenlänge vornan- Frequenzen des Empfangsbereiches gleich einem kleiden, während die vorderen Teile der äußeren WcI- nen Bruchteil der Wellenlänge ist (Ganzwellendireklenleitstrukturen einen größeren Abstand voneinander toren).
haben. 45 Bei einer vorteilhaften konstruktiven Ausführung

Da die Höhe der Wirkfläche und damit der wün- der erfindungsgemäßen Antenne ist jedes Element sehenswerte Abstand der WellenU tstrukturen von- der äußeren Wellenleitstrukturen mit einer eigenen einander mit der Länge der Wellenleitstrukturen zu- Stütze an einem Längsträger der mittleren Wellennimmt, steigt auch der durch die erfindungsgeiiiäße leitstruktur befestigt. Eine andere vorteilhafte AusMaßnahme erreichbare Gewinnzuwachs mit der 50 führung besteht darin, daß die Elemente der äußeren Länge der äußeren Wellenleitstrukturen an. Daraus Welienleitstrukturen jeweils an einem Längsträger ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfin- angebracht sind, der durch Stützen am Längsträger dungsgemäßen Antenne, die darin besteht, daß für der mittleren Wellenleitstruktur befestigt ist.
die niedrigste Frequenz des Empfangsbereiches die Für die erfindungsgemäße Antenne können alle beiden äußeren Wellenleitstrukturen mindestens so 55 bekannten Arten von Anschlußdipolen verwendet lang sind wie zwei V/ellenlängen und die mittlere werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch als An-Wellenleitstruktur höchstens so lang ist wie drei halbe schlußdipol ein auf Ganzwellenresonanz abgestimm-Wellenlängen. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft er- ter Dipol mit großflächig wirkenden Hälften (Breitwiesen, daß die mittlere Wellenleitstruktur nach rück- banddipol).

wärts über die beiden äußeren so weit hinausragt, 60 Um die Aufnahme unerwünschter Wellen aus der daß die mittlere Wellenleitstruktur ungefähr mit inrer bezogen auf die Empfangsrichtung rückwärtigen halben Länge zwischen den beiden äußeren liegt. Alle Halbebene möglichst weitgehend zu unterdrücken, Spannungen, die auf irgendeinem Weg zum An- sind Fernsehempfangsantennen mit einer Reflektorschlußdipol gelangen und dort addiert werden, sollen anordnung ausgestattet. Auch bei der erfindungsmöglichst gleiche Phasenlage haben, damit die 65 gemäßen Antenne können alle bekannten Reflektor-Summenspannung und damit der Antennengewinn anordnungen verwendet werden. Besonders vorteilmöglichst groß werden. Durch eine Wellenleitstruktur haft ist es, vom Sender aus gesehen hinter dem Anwird eine Welle zum Anschlußdipol geführt. Die schlußdipol einen Flächenreflektor anzubringen, des-

sen parallel zur Längsachse des Empfangsdipols liegende Breite größer als die Länge des Empfangsdipols und dessen Gesamthöhe mindestens so groß ist wie der größte Abstand der Längsmittellinien der äußeren Wellenleitstrukturen.

Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Antenne.

Bei der in Fig. dargestellten Antenne ist an einem Längsträger 1 mit geeigneten Befestigungsschellen 2 ein Tragbügel 3 angebracht, der mit einer Schelle 4 an einem senkrechten Standrohr 5 befestigt ist. An einem Ende des Längsträgers 1 befindet sich ein Reflektorschirm, der aus zwei vom Längsträger 1 schräg abragenden Holmen 6 besteht, an denen eine Reihe von Reflektorstäben 7 angebracht sind. Zur Befestigung der Holme 6 am Längsträger 1 dient ein Halter 8.

Weiterhin ist am Längsträger 1 ein Anschlußkasten 8 α aus Isoliermaterial angebracht, an dem die beiden aus zwei V-förmig angeordneten Stäben gebildeten Hälften 9 eines Breitbanddipols befestigt sind. Der Breitbanddipol 9 ist in Ganzwellenresonanz abgestimmt. Die Reflektorstäbe 7 sind der Achse des Breitbanddipols 9 parallel und langer als dieser.

Bezogen auf die Empfangsrichtung, ist vor dem Breitbanddipol 9 am Längsträger 1 ein Koppelstrahler 10 vorgesehen, der in Halbwellenresonanz abgestimmt ist. Darauf folgen Paare von Halbwellendirektoren 11 und 12, die jeweils in einem gegen die Betriebswellenlänge kleinen Abstand voneinander durch ein Isolierteil 13 an dem Längsträger 1 befestigt sind (Ganzwellendirektoren). Die Abstände zwischen den Ganzwellendirektoren 11/12, die die mittlere Wellenleitstruktur der Antenne bilden, sind zunächsi klein und nehmen in der Empfangsrichtung zu.

Am vorderen Teil des Längsträgers 1 sind keine Ganzwellendirektoren der mittleren Wellenleitstruktür vorhanden. Am Längsträger 1 sind weiterhir senkrechte Stützen 15 und 16 befestigt, an derer Enden jeweils ein Ganzwellendirektor 17 bzw. 18 mil einem Isolator 19 bzw. 20 befestigt ist. Die Ganzwellendirektoren 17 liegen alle in einer Ebene, die dei

ίο Ebene der mittleren Wellenleitstruktur parallel ist und bilden die obere Wellenleitstruktur der Antenne Ebenso liegen die Ganzwellendirektoren 18 in einei zu den anderen Ganzwellendirektoren paralleler Ebene. Sie bilden die untere Wellenleitstruktur dei Antenne. Die beiden äußeren Wellenleitstrukturer ragen in der Empfangsrichtung über die mittlere Wellenleitstruktur hinaus. Das Ausführungsbeispie! nach F i g. 2 weicht nur in einigen konstruktiven Einzelheiten von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1

ao ab. Alle einander entsprechenden Teile der beider Antennen sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Ganzwellendipol 17 der oberen WeI-lenleitstruktur sind jeweils mit einem Isolator 19 ar einem Längsträger 21 angebracht, der mit zwei Stüt-

as zen 22 am mittleren Längsträger 1 befestigt ist. Ebenso sind die Ganzwellendipol 18 der unteren Wellenleitstruktur mit Isolatoren 20 an einem Längsträgei 23 angebracht, der mit zwei Stützen 24 am mittlerer Längsträger 1 befestigt ist. Zum Anbringen der Antenne an einem Standrohr 5 ist ein Stützbügel 25 vorgesehen, von dem ein Ende mit einer Schelle 2 air Längsträger 1 und das andere Ende mit eine) Schelle 2 am Längsträger 23 der unteren Wellenleitstruktur befestigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Antenne, vorzugsweise zum Fernsehempfang in den UHF-Bereichen (470-790 MHz), bestehend aus zwei gleichen Wellenleitstrukturen, deren Längsmittellinien wenigstens in einer zur Empfangsrichtung senkrechten Ebene für die niedrigste Frequenz des Empfangsbereiches mindestens einen Abstand von annähernd einer halben Wellenlänge voneinander haben, einer dritten

(470-790 MHz) dient. Sie besteht aus zwei gleichen Wellenleitstrukturen, deren Längsmittellinien wenigstens in einer zur Emp£angsrichtung senkrechten Ebene für die niedrigste Frequenz des Empfangs-5 bereiches mindestens einen Abstand von annähernd einer halben Wellenlänge voneinander haben, einer dritten Wellenleitstruktur, die derart ungefähr in der Mitte zwischen den beiden ersten angeordnet ist, daß die drei Längsachsen der Wellenleitstrukturen in

Wellenleitstruktur, die derart ungefähr in der io einer Ebene liegen, und nur einem durch eme Lei-

tung mit dem Empfänger verbundenen Anschlußdipol, der in geringem Abstand von dem, bezogen auf die Empfangsrichtung, rückwärtigen Ende der mittleren Wellenleitstruktur angebracht ist.

Eine Antenne dieser Art ist bekannt durch die deutsche Gebrauchsmusterschrift 18 79 120. Die drei Wellenleitstrukturen dieser Antenne haben gerade Längsmittellinien (Längsachsen, die zueinander parallel sind). Die Elemente der Wellenleitstrukturen sind

Mitte zwischen den beiden ersten angeordnet ist,
daß die drei Längsachsen der Wellenleitstrukturen in einer Ebene liegen, uni nur einem durch
eine Leitung mit dem Empfänger verbundenen
Anschlußdipol, der in geringem Abstand von dem, 15
bezogen auf die Empfangsrichtung rückwärtigen
Ende der mittleren Wellenleitstruktur angebracht
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
mittlere Wellenleitstruktur kürzer ist als die beiden äußeren und diese in der Richtung zum emp- 20 in Halbwcllenresonanz abgestimmte, zur Empfangsfangenen Sender über die mittlere hinausragen. richtung senkrechte stabförmige Dipole (Halbwellen-

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn- direktoren), die zur Ebene der Längsmittellinien der zeichnet, daß für die niedrigste Frequenz des drei Wellenleitstrukturen senkrecht stehen. Hinter Empfangsbereiches die beiden äußeren Wellen- dem Anschlußdipol ist noch ein Reflektorschirm anleitstrukturen mindestens so lang sind wie zwei 25 gebracht, der aus mehreren zu den Direktoren par-Wellenlängen und die mittlere Wellenleitstruktur allelen Stäben besteht. Eine solche Antenne ist von höchstens so lang ist wie drei halbe Wellenlängen. der Anmelderin des Gebrauchsmusters auch herge-

3. Antenne nach einem der Ansprüche 1 und 2, stellt und vertrieben worden. Sie ist zum Empfang der dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere WeI- ganzen UHF-Bereiche (470-790 MHz) ausgelegt. Ihr lenleitstruktur ungefähr mit ihrer halben Länge 30 Gewinn ist nach den Katalogangaben der Herstellerin zwischen den beiden äußeren liegt. nur um etwa 1 dB höher als der Gewinn einer

4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, YAGI-Antenne gleicher Länge, die im gleichen dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anschluß- Katalog der Herstellerin aufgeführt ist. Diese dipol benachbarten Elemente der mittleren WeI- YAGI-Antenne entspricht in ihrem Aufwand und lenleitstruktur voneinander kleinere Abstände 35 in ihren Herstellkosten ziemlich genau der Antenne haben als die Elemente der äußeren Wellenleit- nach dem angeführten Gbm, wenn die beiden zustrukturen. sätzlichen Wellenleitstrukturen weggelassen werden.

5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Der Gewinnzuwachs von etwa 1 dB ist im Verhältdadurch gekennzeichnet, daß die drei Wellenleit- nis zum Aufwand und zu den Kosten der beiden zustrukturen gerade Längsmittellinien (Längsachsen) 40 sätzlichen Wellenleitstrukturen gering. In einem Aufhaben, die zueinander parallel sind. satz »Wellenführende Systeme für Längsstrahler« in

6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der Nachrichtentechnischen Zeitschrift (NTZ), 1959, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittel- Heft 10, S. 501 bis 508, ist im Bild 16 auf S. 507 eine linien der beiden äußeren Wellenleitstrukturen Prinzipskizze einer Antennenanordnung wiedergewenigstens über einen Teil ihrer Länge einen in 45 geben, die aus einem Anschlußdipol, einem ebenen der Richtung zum empfangenen Sender hin zu- Flächenreflektor und drei Wellenleitstrukturen benehmenden Abstand voneinander haben. steht, deren Längsachsen in der Dipolebene liegen.

7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Der Längsachsenabstand der beiden äußeren Wellendadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der leitstrukturen nimmt in der Strahlungsrichtung von Wellenleitstrukturen in Halbwellenresonanz ab- 50 0,31 λ bis 1,45 λ zu (λ = mittlere Betriebswellengestimmte. zur Empfangsrichtung senkrechte,

stabförmige Dipole (Halbwellendirektoren) sind, die zur Ebene der Längsmittellinien der drei Wellenleitstrukturen senkrecht stehen.

länge). Im vorderen Antennenteil, in dem die beiden äußeren Wellenleitstrukturen einen dazu ausreichenden Abstand voneinander haben, ist in der Mitte zwischen den beiden äußeren die dritte Wellenleit-8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6_; 55 struktur eingesetzt, die weniger als halb so lang ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der wie dh beiden äußeren. Auch bei dieser bekannten Wellenleitstrukiuren jeweils aus zwei gleichach- Antenne ist der Aufwand noch dadurch beträchtlich sigen, zur Ebene der Längsmittellinien der WeI- erhöht, daß die großen Abstände der Wellenleitstruklenleitstrukturen senkrechten Haibweliendirekto- türen im vorderen Antennenteil die Antenne sperrig ren bestehen, deren Abstand voneinander für alle 60 machen und unter Umständen ausladende und teure Frequenzen des Empfangsbereiches gleich einem Trägerkonstruktionen erforderlich sind. Durch die

Erfindung ist die Aufgabe gelöst, eine Antenne, vorzugsweise zum Fernsehempfang in den UHF-Bereichen zu schaffen, bei der mit kleinerem Aufwand ein 65 größerer Gewinnzuwachs gegenüber einer YAGI-Antenne mit etwa gleicher Länge in der Empfangsrichtung erreicht wird.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Antenne

kleinen Bruchteil der Wellenlänge ist (Ganzwellendirektorent.