DE1766285B2

DE1766285B2 - Breitbandantenne, bestehend aus zwei parallelen dipolen

Info

Publication number: DE1766285B2
Application number: DE19681766285
Authority: DE
Inventors: Nonyuki Hirakata Katayama Kenji Kadoma Miyata Takeshi Hirakata Osaka Kawamoto (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-05-18
Filing date: 1968-04-30
Publication date: 1973-03-01
Also published as: NL162793B; FR1563543A; US3509575A; GB1180866A; DE1766285A1; NL162793C; NL6806942A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Breitbandantenne, die aus zwei parallel zueinander angeordneten Dipolen besteht, von denen der eine eine Länge von 0,65 bis 0,95 der der Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbandes entsprechenden Wellenlänge, der andere eine Länge von 0,55 bis 0,9 der Länge des erstgenannten Dipols aufweist und von denen nur einer gespeist, der andere ungespeist und in der Mitte offen ist.

Es gibt zahlreiche einschlägige Literaturstellen, z. B. die USA.-Patentschrift 2 622 197, die deutschen Gebrauchsmuster 1 944 346 und 1 949 263. Die beiden erstgenannten Literaturstellen offenbaren cine YAGl-Antenne, die einen gespeisten, als Strahler wirkenden Dipol und mindestens einen ungcspeisten, in der Mitte offenen Dipol aufweist. Dieser ungespeiste Dipol ist vor dem gespeisten Dipol und parallel zu diesem in dem bei Yagiantennen üblichen Abstand von 0,15 bis 0,28 der Wellenlänge der Betriebsfrequenz angeordnet; er wirkt als Direktor. Die Antenne hat eine Richtwirkung; ihre durch die Frequenzabhängigkeit der Eingangsimpedanz bestimmte Bandbreite ist begrenzt.

Das deutsche Gebrauchsmuster 1 949 263 offenbart eine YAGl-Antenne, die einen gespeisten Dipol, einen sogenannten Koppelstrahler, und mehrere ungespeiste Dipole aufweist. Die ungespeisten Dipole sind in der Mitte offen und in der gleichen Art angeordnet, wie die Direktoren von YAGI-Antennen der obengenannten zwei Literaturstellen, so daß sie als Direktoren wirken. Der sogenannte Koppelstrahler besteht aus einem ungespeisten, in der Mitte kurzgeschlossenen Dipol und ist parallel zum gespeisten Dipol angeordnet in einem sehr kleinen Abstand von diesem im Vergleich zu der Wellenlänge der Betriebsfrequenz. Hierdurch wird eine nahezu konstante Impedanzkcnnlinie in einem ziemlich großen Frequenzband erzielt.

Dabei ist nachteilig, daß sich keine zufriedenstellende Impedanzkennlinie an den Enden eines sehr breiten Frequenzbandes ergibt, wie z. B. des UHF-Fernsehfunkbandes, das von 470 bis 854 MKz in Europa und von 470 bis 890 MHz in den USA _i.owie von 470 bis 770 MHz in Japan reicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Antenne mit einer nahezu konstanten impedanzkennlinie in einem sehr breiten Frequenzband, wie dem UHF-Fernsehfunkband.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Breitbandantenne der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden Dipole in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als Vm der der Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbandes entsprechenden Wellenlänge ist.

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer einfachen Grund;.onstruktion einer Antenne nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht einer weiteren einfati; m Grundkonstruktion einer Antenne nach der Erfindung,

F i g. 3,4 je eine Ansicht einer weiteren Ausführung einer Antenne nach der Erfindung,

F i g. 5, 5 b je eine Ansicht einer erfindungsgemäßcn Antenne, die zur Erläuterung der Abmessungen von Antennen dient, an denen Messungen durchgeführt wurden, und die

F i g. 6 eine graphische Darstellung des Stehwellenverhältnisses für die Antennen nach den F i g. 5 und 5 b.

Die in der F i g. 1 dargestellte Breitbandantenne SO besteht aus zwei Dipolen 1 und 3 mit den zwei Elementen 2 und 2' bzw. 4 und 4'. Diese Dipole 1 und 3 sind mit einem Abstand parallel zueinander angeordnet, der kleiner als 0,1 der der Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbandes entsprechenden Wellenlänge ist. Der Dipol 1 ist mit zwei Anschlußklemmen 5 und 5' ausgestattet, während der Dipol 3 an den innen gelegenen Enden 6, 60 offen ist. Die Gesamtlänge 2L₁ des Dipols 1 beträgt das 0,65- bis 0,96fache der Wellenlänge der Mittenfrequenz, und der Dipol 1 ist bei der Mittenfrequenz in Ganzwellen-Resonanz. Die Gesamtlänge 2 L₂ des Dipols 3 beträgt demgegenüber das 0,55- bis 0,9fache der Länge des Dipols 1, und der Dipol 3 befindet sich in Ganzwellen-Resonanz bei einer Frequenz, die das 1,1- bis l,8fache der Mittenfrequenz beträgt.

Es läßt sich auch theoretisch zeigen, daß die in der F i g. 1 dargestellte Antenne eine Eingangsimpedanz hat, deren imaginärer Teil ausgelöscht ist, und bei der die Änderung des reellen Teiles innerhalb eines breiten Frequenzbandes klein ist.

Die in der Fig. 2 dargestellte Antenne 50a gleicht der Antenne nach der F i g, 1 mit der Ausnahme, daß Anschlußklemmen 6 und 6' am kürzeren Dipol vorgesehen sind.

Durch eine entsprechende Bemessung der Durchmesser der Elemente 2, 2' und 4, 4' kann erreicht werden, daß die Eingangsimpedanz der Antenne innerhalb eines breiten Frequenzbandes fast konstant ist, wie bei der Antenne nach der Fig. 1.

Die obenstehende Beschreibung bezieht sich auf das Grundprinzip der Erfindung. Nachstehend werden weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung einer Antenne 50 Λ nach der Erfindung. Zwei dreieckige Bleche 12, 12' bilden den längeren Dipol, und zwei

leitende Stäbe 13, 13' bilden den Dipol 3. Die Antenne 50 b ist mit zwei Anschlußklemmen 14,14' versehen, die in der Mitte des Dipols 1 angeordnet sind. Der Dipol 3 weist in der Mitte keine Verbindung auf. Es kann aber auch die Anttune 50 b in der Mitte des Dipols 3 mit zwei Anschlußklemmen 15,15' versehen und der Dipol 1 in der Mitte offer sein.

Die F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführung 50 c einer Antenne nach der Erfindung. Zwei Paare von leitenden Stäben 16, 16' und 17, 17' bilden den Dipol 1, während zwei gerade leitende Stäbe 18, 18' den Dipol 3 bilden. Die leitenden Stäbe 16,17 und 16', 17' sind an den innen gelegenen Enden zu V-förmigen Elementen miteinander verbunden. An den Scheiteln des Dipols 1 sind zwei Anschlußklemmen 19,19' vorgesehen, während bei dem Dipol 3 in der Mitte keine Verbindung besteht. Die Antenne SOc kann aber auch mit zwei Anschlußklemmen 20, 20' in der Mitte des Dipols 3 versehen sein, während dann bei dem Dipol 1 in der Mitte keine Verbindung besteht. ^ao

Die als Antennenelemente benutzten beiden leitenden Stäbe nach den F i g. 3 und 4 können jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, der z.B. kreisrund, dreieckig, rechteckig usw. sein kann.

An Stelle der in der Fig. 3 dargestellten beiden dreieckigen leitenden Bleche können zwei dreieckige Bleche mit einer Anzahl von Löchern verwendet werden.

Die Fig. 5a zeigt eine Antenne, die der Antenne nach der F i g. 1 gleicht und mit zwei Anschlußklemmen 5, 5' versehen ist, die an den innen gelegenen Enden des Dipols 1 angeordnet sind, während bei dem Dipol 3 in der Mitte keine Verbindung besteht. Die Abmessungen der Teile der Antenne 50 sind folgende: Verhältnis α der Länge des Dipols 3 zur Länge des · a = 0 82; Verhältnis b des Durchmessers SfSpole1, 3 zur Länge des Dipols 1: b = 0,-55 Verhältnis c des Abstandes zwischen den Dipo.tn 1 und3zurLängedesDipolsl:c = 0 182_

Die Fis 5b zeigt eine Antenne50b, die der antenne nach der F i g. 3 gleicht und mit zwei Anschlußklemmen 15, 15' ausgestattet ist, die au den ιη,κρ gelegen Enden des Dipol_S3 vorgesehen sind, wählend bddem Dipol 1 in der Mitte kerne Verb.ndur, Desteht. Die Abmessungen der Teile der Antenne sQb

er Länee des Dipols 3 zur Länge des vernaiuiia «jer Lange uw .r . -

Diools 1· ß = 0,90; Verhältnis der Basis des gie-ch-S^ Sg η Dreieckbleches 12,12' zur Länge des Dipol. 1. _h J₀ ₆₆. Verhältnis des Durchmessers des Dipols3 zur Länge des Dipols 1: V = 0,0455; Verhältnis, des Abstandes zwischen den Dipolen 1 und 3 zur Länge des Dipols 1: c = 0,066.

Die Kurven α und b in der Fig. 6 stellen die ^eme?enen Werte für das in F i g. 6 mit VSWR bezeichnete Stehwellenverhältnis der Antenne an den klemmen 5, 5' nach der F i g. 5 a und an den Klemmen ia 15' nach der Fig. 5b dar. Aus den Kurven α und b ist zu ersehen, daß die Impedanz innerhalb eines braten Frequenzbandes nahezu konstant ist. Die Kurve a zd.'t, daß das Stehwellenverhältnis kleiner als 2,0 ist _im Bereich von -^- L = 1,6 bis ψ L = 2,7, während die Kurve b zeigt", daß das Stehwellenverhältnis klei-

ner als 2,0 ist im Bereich von -j- L = 1,45 bis = ? 5 wobei L die halbe Länge des Dipols 1 ist.

Die' Elemente der Dipole werden nach einem beliebigen Verfahren nahe an den innen gelegenen Enden an Isoliermaterialien befestigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Breitbandantenne, bestehend aus zwei parallel zueinander angeordneten Dipolen, von denen der eine eine Länge von 0,65 bis 0,95 der der Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbandes entsprechenden Wellenlänge, der andere eine Länge von 0,55 bis 0.9 der Länge des erstgenannten Dipols aufweist und von denen nur einer gespeist, der andere ungespeist und in der Mitte offen ist, dadurchgekennzeichnet, daß die beiden Dipole ir. einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als Vio der der Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbandes entsprechenden WeI-lenlänge ist.

2. Breitbandantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Dipole aus zwei stabförmigen Dipolhälften gebildet ist.

3. Breitbandantenne nach Anspruch 1, dadurch so gekennzeichnet, daß einer der beiden Dipole aus zwei dreieckförmigen flächigen Dipolhälften gebildet ist.

4. Breitbandantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Dipole aus zwei V-förmigen Dipolhälften gebildet ist.