DE1791071A1 - Antennensystem fuer einfach- und fuer gemeinschaftsempfang im 12 ghz-bereich - Google Patents

Description

Antennensystem für Einfach- und für Gemeinschaftsempfang im 12 GHz-Bereich

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem für Einfach- und für Gemeinschaftsempfang des Fernseh- und Hör-Rundfunks im 12 GHz-Bereich.

Der Zweck der Erfindung ist eine Vereinfachung und Verbesserung der bisherigen Empfangsantennentechnik, die zum Empfang der Bereiche I, III, IV und V mindestens zwei Antennensysteme bedarf, und zwar ein System für die Bereiche I bis III ^ = 6 m bis 1,5 m) und ein System für die Bereiche IV und V

= 60 cm bis 40 cm). Außerdem sind diese Antennensysteme

räumlich sehr aufwendig und sind bei ihrer großen Bündelungsbreite (mehr als + 20° für die Bereiche I bis III und mehr als + 5° für die Bereiche IV und V) mehr oder weniger starken Störungen durch Überreichweiten gleichwelliger Sender ausgesetzt.

Es ist bekannt, Einfach- und Gemeinschaftsantennen für die Be reiche I bis V anzuwenden und die Bündelung in den Bereichen III bis V durch eine größere Zahl von V2-Dipolen zu verbessern. Da man den Empfangsbereich der Antennen jedoch mit Rück sicht auf einen guten Wirkungsgrad nicht größer als j; IO %

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der Betriebswellenlänge wählen darf, ergeben sich physikalische Grenzen für den Antennenbau über so breite E Bpfangsbereiche, die zu technisch und wirtschaftlich unschönen Kompromissen führen.

Wenn man unter Beibehaltung der Bereiche I bis V. nunmehr den international vorgesehenen Bereich VI hinzünimmt, so erhält man zu den bestehenden Antennensystemen noch ein weiteres Antennensystem, das zusätzlich Dachaufbauten und neue Antennenweichen erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von der Empfangsantennenseite ausgehend, eine weitgehende Vereinfachung und Verbesserung der Antennensysteme und damit der gesamten Empfangs- und damit auch Sendetechnik vorzuschlagen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Antennensystem der eingangs genannten Art in der Weise ausgebildet, daß als Antennenform ein Parabolspiegel vorgesehen ist, der nur den Bereich VI (11,7 bis 12,7 GHz) empfangen und bei einem für. die Mehrzahl der Fälle ausreichenden Durchmesser von etwa "30 cm und bei Gemeinschaftsanlagen mit einem Durchmesser von etwa 60 cm sowie in besonders schwierigen Fällen mit einem Durchmesser von etwa 120 cm mit einer notwendigen Parabolflächengenauigkeit von rd. 0,7 mm gebaut sein soll, wobei als Material Metall, z.B. Aluminium, oder Kunststoff, der nach einem bekannten Verfahren metallisiert ist, dient und die Befestigung des Parabolspiegels eine genaue Ausrichtung auf die gewünschte Senderantenne gestattet, und wobei ferner durch die diesem Antennensystem gegebene große Bandbreite von 1000 MHz eine Aufnahme von mehr als 30 verschiedenen Fernsehprogrammen und einer sehr großen Zahl von Hör-Rundfunkprograiamen ermöglicht wird.

Mit einem derartigen Antennensystem, das bei einer mittleren Wellenlänge von etwa \2,Z GHz den Bereich von 11,7 bis 12,7 GHz

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und damit nur eine Bandbreite von + 4 % der Betriebswellenlänge umfaßt, wird ein guter Antennenwirkungsgrad sichergestellt.

Die Antennenform wird bei der vorliegenden mittleren Wellenlänge von rd. 2,5 cm (2,47 cm) erfindungsgemäß-als Parabolspiegel ausgebildet. Diese Form ist aus der Richtfunktechnik des Zentimeterwellenbereiches bekannt, jedoch bisher nicht für die Empfangstechnik der Fernseh- und Rundfunkteilnehmer angewendet worden.

Der Durchmesser des Parabolspiegels bestimmt die Größe des Bündelungswinkels nach der Formel jf° - 51° · τρ . Ist in einer Großstadt durch Reflexionen mit Störunge^ zu rechnen, so wird erfindungsgemäß insbesondere für Gemeinschaftsempfang, ein verhältnismäßig großer Parabolspiegel vorgesehen. Bei einem Antennendurchmesser von z.B. 1,2 m ergibt sich ein Wirkdurchmesser von rd. 0,8 · ^D _eeoQl ¹³¹¹U- ^e^ⁿ Bündelungswinkel

/° = 51° · ⁼ "^l ^{= 1}»⁶^° ⁼ i °'⁸²°· Dieser Bündelungswinkel reicht aus, um in besonders kritischen Fällen Fremdstörungen auf ein Minimum zu reduzieren. In fast allen Fällen kann man auch in der Großstadt mit einem Antennendurchmesser von etwa 60 cm und einem Bündelungswinkel von + 1,6 auskommen. Als wirtschaftliche Lösung, die auch im allgemeinen technisch ausreicht, wird ein Antennendurchmesser von etwa 30 cm vorgesehen, der einen Bündelungswinkel von + 3,2° ergibt und damit auch den heute üblichen Antennen des Bereiches IV und V überlegen ist.

Die Leistungszahl der vorgeschlagenen Parabolspiegelantenne ergibt sich nach der Formel: G = 4-^* · F„

r ι und daraus der Antennengewinn; VA = 10 Ig G JdBJ

dabei bedeuten: F_w = 0,65 · F-_eftm ~ (0,8 · r)² ·ΠΓ

w gt?om

F P ^/"-^/

geom = Fläche des Parabolspiegels = r · il

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Für einen Parabolspiegel von 1,2 m Durchmesser ergibt sich danach folgende Leistungszahl:

G * -AiL- . o,65 ♦ 60² · ΊΤ = 4%| . 7350 = 14 800

und der Antennengewinn zu: V. == 10 · Ig 14 800~> 42 dB Dieser Antennengewinn ist sehr hoch und ist von der Streckendämpfung der RundStrahlungsleistung des Senders abzuziehen.

Der Antennengewinn für die Parabolspiegel von 60 cm Durchmesser beträgt: V_A = 10 Ig 3 700 ~> 36 dB Der Antennengewinn für die Parabolspiegel von 30 cm Durchmesser beträgt: V^ = 10 Ig 925^ 30 dB

Auch dieser Antennengewinn ist noch relativ hoch, d.h. wesentlich höher als bei den heute üblichen Empfangsantennen der Fernsehteilnehmer. Dieser Beträgt im Bereich V bei einem Längsdipolsystem mit 11 Direktordipolen und einem Reflektordipol optimal 15 dB. Dies bedeutet, daß dor βτϊindungsgemäß vorgeschlagene Parabolspiegel als Empfangsantonne für den Bereich Vl selbst bei einem Durchmesser von nur 30 cm eine noch um 15 dB höhere Leistung bietet als eine der besten - ' Empfangsantemien des Bereiches V. Es ist nelbstverständliclr möglich, auch noch andei^e Anteniiendurchme.saer vorzusehen, da die Berechnungsformeln oben angegeben sind. Doch dürften die drei genannten Größen den praktischen Anforderungen etwa entsprechen.

A3 a Material für-die Parabolspiegel kann Metall oder meta]Iisierter Kunststoff erfindungsgemäß verwendet werden, Bei einer Massenherstellung dieser Parabolspiegel läßt eich dor Preis unier die Kasten der heutigen Empfangsantennen senken. Die erforderliche 'Flächengenauigkeit der Parabolspiegel beträgt im V,l GHz-BoroJ eh j/0,7 mm und läßt ε j eh bei den heu U /',en Fabrikation;smethoden ohne besonderen Kostenaufwand einhalten, /-ucb die-

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Befestigung des Parabolspiegels ist so vorzusehen, daß eine sehr genaue Ausrichtung auf den gewünschten Sender möglich ist.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung führt im Gegensatz zur heute üblichen Technik gegen das Vorteil der Fachwelt zu einem einheitlichen Antennensystem im 12 GHz-Bereich (11,7 ... 12,7 GHz) unter Wegfall der Bereiche I, III, IV und V. Abgesehen davon, daß die nunmehr frei werdenden Bereiche I, III, IV und V vorteilhaft zur Verbesserung des Hör-Rundfunks durch eine nunmehr mögliche Vergrößerung der Kanalbreiten dienen können, wird durch das Verlegen der Schwarz-Weiß- und Farbfernsehprogramme in nur einen einzigen Frequenzbereich, der bisher noch nicht belegt ist, eine wesentliche Verbesserung insbesondere des Farbfernsehens ermöglicht.

Da die Bandbreiten In dem neuen Bereich z.Zt. noch frei wählbar sind, bieten sich folgende Vorteile. Es kann ein neues Farbfernsehsystem geschaffen werden, das unter Beibehaltung der Zeilennorm bei vergrößerter Bandbreite eine Unabhängigkeit von Bild- und Farbträger ermöglicht. Die Betriebssicherheit des neuen Farbfernsehsystems würde damit die jetzt notwendigen technischen Maßnahmen des SECAM-oder des PAL-Systems überflüssig machen. Hiermit wird ein besserer und zugleich einfacher und billigerer Kmpfängertyp möglich, der nur einen einzigen Wellenbereich besitzt, um z.B. 30 verschiedene oder 3 χ 10 verschiedene Fernsehprogramme und einige Hundert Hör-Rundfunkprogramme zu empfangen. ·

Es ist selbstverständlich nicht möglich, das heute bestehende Fernsehsystem mit seinen Wellenbereichen I, III, IV und V in kurzer Zeit durch den Boreich VI unter Wegfall der bisherigen Bereiche? abzulösen. Erfindungiigütnäß sollen dio nu-ion Pnrabolnpieigelantermeii des Bereiches VI zunächst neben den Antennen-sy.'itemen rttr Boreiche I, III, IV und V anyew ^:ndet word im und (HTiL na eil 'einigen Jahren nach Überalterung <lt>r bisherigen

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Empfängertypen den gesamten Fernsehempfang übernehmen. Durch das Anwenden von Kleinstsendern mit Leistungen von 1 bis 10 Watt und Sender-Reichweiten von 1. bis 3 km lassen sich heute schon Sende- und Empfangsbereiche schaffen, die, ohne die bisherige technische Entwicklung zu stören, allmählich die Einführung der neuen Einfach- und Gemeinschaftsantennenanlagen zugleich mit einer Verbesserung der bisherigen Fernsehtechnik ermöglichen.

2 Patentansprüche

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1, Antennensystem für Einfach- und für Gemeinschaftsempfang des Fernseh- und Hör-Rundfunks im 12 GHz-Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß als Antennenform ein Parabolspiegel vorgesehen ist, der nur den Bereich Vl (11,7 Ms 12,7 GHz) empfangen und "bei einem für die Mehrzahl der Fälle ausreichenden Durchmesser von etwa 30 cm und bei Gerneinschaftsanlagen mit einem Durchmesser von etwa 60 cm sowie in besonders schwierigen Fällen mit einem Durchmesser von etwa 120 cm mit einer notwendigen Parabölflächengcmauigkeit von rund 0,7 mm gebaut sein soll, wobei als Material Metall,' ?„«B. Aluminium, oder Kunststoff, der nach einem bekannten Verfahren metallisiert ißt, dient und die Befestigung des Parabolspiegels eine genaue Ausrichtung auf die gewünschte Senderantenne gestattet, und wobei ferner durch die-diesem Antennensystem (je geben ß große Bandbreite von. 1 000 MHz eine Aufnahme von mohr als 30 verschiedenen .Fernsehprogrammen und einer sehr großen Zahl von Hör--Hundfunkj)rc)g3'ammen ermöglicht wird*
2. 2. Antennensystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g c ~ k ο η η ζ a i c h η e t , daß die'mechanische Befestigung und /iusri chtung wesentlich vereinfacht wird, indem die gesamten Programme' der Antennensy-üieme der Bereiche I bis V nunmehr vom neuen Mitennenaystern im-Bereich Vl ül)ernommen. und dami t di α drei alten Antennensysteme abgifbaut' v/<;rden li.önne η,

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