DE1937633B2 - Vertikal polarisierte Dipolantenne - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine vertikal polarisierte Dipolantenne, insbesondere für bevv_,ichc Scndcanlagen, deren obere Dipolhülfte aus einem Stab und deren untere Dipolhälfte aus einem auf einem ein Speisekabel umgebenden, rohrförmigen Isolierkörper wendelförmig aufgewickelten Leiter besteht.

Bei einer bekannten Dipolantenne dieses Typs (Patent 924 810) ist zwar ein nahtloser Metallfaltenbalg als biegsames Rohr ausgebildet und kann durch eine federnde Spirale ersetzt, werden, jedoch nur, um die Antenne biegsam zu machen.

Die Windungen dieser Spirale müssen dabei ständig — auch hei Biegung der Antenne — miteinander in Berührung sein, das heißt, die Windungen stehen in elektrischem Kontakt miteinander. Das eben etwähnte Rohr ist an seinem der Verbindungsstelle mit dem Außenleiter abgewendeten unteren Ende mit einem Sperrtopf ausgerüstet, dessen mit dem Außenleiter der konzentrischen Leitung in Verbindung stehender Kurzschluß von dem unteren Strahlet ende 6» etwa eine Viertelwellenlänge entfernt isi: die bekannte Dipolantenne ist insgesamt mindestens eine Diittelwellenlängc lang.

Vertikal polarisierte Dipolantennen, deren obere Hälfte teils aus einem Stab, teils einem wcndelförmigen Leiter und deren unten' Hälfte ebenfalls aus einem wendeiförmigen Leiter besteht, sind durch die französische Patentschrift 1368 627 bekannt. Hier wird jedoch das Speisekabel nicht von dem unteren wendeiförmigen Leiter umgeben, sondern der Dipolanschlußstelle annähernd horizontal zugeführt. Insbesondere für bewegliche Sendeanlagen ist eine solche Antenne nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Dipolantenne des oben beschriebenen Typs die Gesamtlänge der Dipolantenne wesentlich zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Dipolantenne des oben beschriebenen Typs sich die einzelnen Windungen des Leiters nicht berühren.

Auf diese Weise wird eine Antenne erhalten, deren Gesamtlänge wesentlich geringer ist als die bekannte Dipolantenne.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der aufgewickelte Leiter eine Länge zwischen" etwa 0,1 λ und 0,5 λ auf. wobei ?. die Wellenlänge des Signals ist, für das die Antenne verwendet werden soll und weist der Isolierkörper einen Durchmesser von zwischen etwa 0,0005 λ und 0,01 /. auf.

Der aufgewickelte Leiter kann im aufgebrachten Zustand eine veränderliche Steigung aufweisen, wobei die Steigung mit zunehmendem Abstand von der Anschlußstelle der Antenne abnimmt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der aufgewickelte Leiter aus einer Folie, die um den Isolierkörper gewickelt ist.

Diese Folie ist durch ein Klebemittel oder Klebeband auf der Oberfläche des Isolierkörpers befestigt.

Die Qucrschniitsfiäche des aufgewickelten Leiters ist vorzugsweise so gewählt, daß ein hoher Q-Faktor für die untere Doppelhälfte sichergestellt ist.

Auf der Zeichnung sind in Fi g. 1 eine bekannte Dipolantenne und in F i g. 2 eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dipolantenne dargestellt.

Ein ko.-.xiales Speisekabel 23 einer bekannten Dipolantenne besieht aus einem Innenleiter 1 und einem Außenleiter 2 und endet an der Anschlußstelle 3 der Antenne, von wo ;?us der Innenleiter sich in Gestalt eines Stabes 4 fortsetzt, der eine der Dipolhälften bildet und von wo aus der Außenleiter sich in Gestalt eines lach unten erstreckenden Zylindermantels 5 fortsei/!, der einen größeren Durchmesser aufweist und das Spcisekabel 23 konzentrisch umgibt. Der Mantel 5 muß einen aktiven Teil aus leitendem Material aufweisen. Die Länge von Stab und Mantel beträgt etwa je 0.25 λ, wobei λ die Wellenlänge des von der Antenne zu übertragenden Signals bedeutet, und wobei Faktoren, die gegebenenfalls eine Verkürzung der Antennenlänge erfordern, nicht berücksichtigt worden sind.

Man kann zwar die Länge des Stabes von der erwähnten theoretischen Länge von 0,25 λ auf etwa 0,1 /. verringern, ohne den Antennenwirkungsgrad um mehr als etwa 1 dB (Dezibel) zu verringern. Die Längcnverrinjicrung \\ irtj dabei meist durch eine Wicklung mit Massekern erreicht, die an einem Ende des Antennenstabes sorgesehen wird.

Der Mantel 5 der bekannten Vorrichtung hat einen aktixen Ten. dessen Länge auch etwa 0,25 λ beträgt, so daß die Antenne insgesamt etwa 0.35 λ lang ist.

Nach der F i g. 2 weist die erfir Jungsgemäße Antenne ein Speisekabc] 20 auf, das aus einem Innenleitcr 6 und einem Außenleiter 7 besteht und bis zur

Anschlußstelle 8 der Antenne geführt ist. Der Antennenstab 9 erstreckt sich von dieser Anschlußstelle, und zwar gegebenenfalls über eine Längenverkürzungswicklung 10, die um ein Isolierrohr 11 gewickelt ist. Die niantelförmige Hallte des Dipols besteht aus einem Isolierkörper 17 und einem Metallstreifen 13, der um den Isolierkörper 12 gewickelt ist. Durch Mittel, die nicht in der Zeichnung gezeigt werden, wird der Isolierkörper 12 koaxial zu den Leitern 6, 7 gehalten, die den Isolierkörper 12 durchlaufen. Ar. der Anschlußstelle 8 der Antenne befindet sich ein Metallring 14, der den Isolierkörper 12, das Isolierrohr 11 und ein Schutzrohr 15 trägt, das die um das Isolierrohr 11 gewundene Län^enverkürzungswicklung 10 umhüllt. Durch die Mittelöffnung 19 des Meiallringes 14 wird der Innenleite! 6 des koaxialen Speisekabels 20 in das Isolierrohr 11 und durch ein unteres Loch 16 in dessen Wandung zur Außenseite des Isolierrohrs 11 gefühlt. Nach einer Anzahl von Windungen um das Isolierrohr 11 wird der Innenleiter 6 wieder in das Isolierrohr 11 durch ein oberes Loch 17 eingeführt und mit dem Stab 9 verbunden, der durch eine isolierende Kegelkappe 18 gestützt wird, die außerdem die Rohre 11 und 15 abschließt.

An der Anschlußstelle der Antenne ist der Außenleiter? des Speisekabels 20 mit dem Metallring 14 verbunden. Der Metallstreifen 13 ist mit einer Steigung 22, die mit zunehmender Entfernung von der Anschlußstelle der Antenne abnimmt, um den ϊ-olierkörper 12 gewickelt.

Eine einfache Anpassung der Antenne an die charakteristische Impedanz des Speisekabels 20 kann durch geeignete Formgebung dc^ auf den Isolierkörper 12 gewickelten Metallstreifens 13. dessen einreine Windungen sich nicht berühren, erreicht werden. Da die Gesamtlänge des Isolierkörpers, der Isolierkörperdurchmesser, die Länge, die Breite 2! und die Steigung 22 des Metallstreifen 13 in der Schraubenlinie und die Ganghöhe der Schraube nicht nur die Impedanz der Antenne an der Anschlußstelle beeinflussen, sondern frei zu wählende Parameter darstellen, kann über diese Parameter innerhalb weiter Grenzen die Impedanz der Antenne an die charakteristische Impedanz des Speisekabeis 20 angepaßt werden.

Bei Verwendung der erfindungsgemaßen Antenne für einen Sender kann eine Verminderung der Steigung 22 der Schraubenlinie mit zunehmender Entfernung von der Anschlußstelle zu größeren Feldstärkewerten führen, als wenn eine gleichbleibende Steigung eingehalten wird.

Die Querschnittsfläche des Metallstreifen* 13 w.rd so gewählt, daß nicht nur ein hoher Q-Faktor tür den Mantelzweig sichergestellt ist, sondern auch den Leistungsanforderungen an die Antenne Genüge

getan wird. , _

Eine konkrete Ausführungsform der erfindungsgemaßen Antenne kann folgende Abmessungen erhalten: „,. , . , ■·

Länge des Stabes 9 einschließlich der Langenver-

kürzungswicklung 10 : 0,1 λ,

Länge des Mantelrohrs 11 mit dem gewundenen Metallstreifen 13 : 0,1 λ, wobei die Länge des Metallstreifens 0,35 λ beträgt.

Mit diesen Abmessungen weist die Antenne einen Wirkungsorad auf, der im wesentlichen dem Wirkungsgrad' einer unverkürzten Antenne gleichkommt, bei welcher die Längen der beiden Dipolhälften jeweils 0.25/. betragen. Die Gesamtlänge einer Antenne gemäß der Erfindung betragt nur Oj ι 4- OJ >. = 0,2 λ. was insbesondere bei beweglichen Radiostationen ins Gewicht fällt.

Bei einer Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispie! wird der Mantelstörstrom an der Außenseite des koaxialen Speisckabels 20 derart gering sein, daß er keinen wesentlichen nachteiligen Einfluß auf das Strahlungsdiagramm der Antenne ausüben kann.

Ein weiterer Vorteil bestellt darin, daß die Antenne sehr frequenzselektiv ist, so daß ein besseres Verhältnis zwischen der Signalamplitude und der Störgeräuschamplitude beim Empfang schwacher Signale erreicht wird, als dies bei den bisher bekannten Dipolantennen der Fill war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

! 937 Patentansprüche:

1. Vertikal polarisierte Dipolantenne, insbesondere für bewegliche Sendeanlagen, deren obere Dipolhälfte aus einem Stab und deren untere Dipolhälfte aus einem auf einem ein Speisekabel umgebenden, rohrförmigen Isolierkörper wendelförmig aufgewickelten Leiter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß >o sich die einzelnen Windungen des Leiters (13) nicht berühren.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgewickelte Leiter (13) eine Länge zwischen etwa 0,1 λ und 0,5 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge des Signals ist, für das die Antenne verwendet werden soll, und daß der Isolierkörper (12) einen Durchmesser von zwischen etwa 0,0005/. und 0,01 ). aufweist.

3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgewickelte Leiter (13) im aufgebrachten Zustand eine veränderliche Steigung (22) aufweist, wobei die Steigung mit zunehmendem Abstand von der Anschlußstelle (8) der Antenne abnimmt.

4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgewickelte Leiter (13) aus einer Folie besteht, die um den Isolierkörper (12) gewickelt ist.

5. Antenne nach Anspruch 4, dadurch t kennzeichnet, daß die Folie durch ein Klebemittel oder ein Klebeband auf der Oberfläche des Isolierkörpers (12) befestigt ist.

6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des aufgewickelten Leiters (13) so gewählt ist, daß ein hoher Q-Faktor far die untere Dipolhälfte sichergestellt ist.