DE2018113C - Breitbandantenne mit im Quadrat um einen Mast angeordneten Dipolfeldern - Google Patents

Description

ist (Dezimeterwellenbänder). Der Zugang zum Innern der Antenne, der beispielsweise notwendig ist, um den Betriebsunterhalt der Antenne zu gewährleisten, ist daher äußerst schwierig, manchmal sogar unmöglich.

Diese Schwierigkeit kann bekanntlich vermieden werden, indem Dipolfelder mit einem horizontalen Gesamtstrahlungsdiagramm in möglichst angenäherter Form eines °0^l -Kreissektors verwendet werden (vgl. »Rohde& Schwarz-Mitteilungen« Nr. 13/1960, S. 317 und 318). In dieser Literaturstelle werden jedoch Dipolfelder beschrieben, die eine umständliche Anordnung aufweisen und einen großen Raumbedarf haben.

Auch wurde eine Ultrakurzwellen-Antenne bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 02h SOI, Fig. 3), bei der die Arme eines Dipols gegen die Reflektoren lü'Hels Streben abgestützt sind, die zwar außerhalb der Mitte des Dipolarms an diesem, aber im Spanmmusknoten angreifen, also keine Spannung erhallen ι;··!! daher "iclil strahlen.

Schließlich sind bereits Richtantennen bekannt (.ionische Auslegeschrift 1 291 390), die für einen Dipol leitende Stützen aufweisen, die als Strahler . irken, jedoch kein Sektordiagramm erzeugen, son- K.rn lediglich eine bessere Bündelung erreichen lassen.

Der Hrlindung liegl die Aufgabe zugrunde, eine Hreitbandanlenne der eingangs genannten Art, die .•i.lso Dipolfelder mit einem solchen Sektordiagramm hat, zu schallen, deren Dipolfelder einfacher ausgeinldet und leichter anbringbar sind und auch weniger !'latz erfordern.

Diese Aufgabe ist bei einer solchen Breitbandantenne erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Hilfsstrahler einem Ganzwellendipolpaar zugeordnet ist und mindestens zwei senkrecht zur Rellektnrlläche siehende strahlende Melallstäbe aufweist, die beiderseits der Dipolspeiseleitung symmetrisch zu dieser angeordnet sind.

In tier Zeichnung sind Anturnen der erlindungsgemäß vorgeschlagenen Art in zwei beispielsweise gewühlten Ausl'ührungsformen scheinatisch schau bildlich veranschaulicht. Hs zeigt

F i g. 1 eine Aiisfühnmiisform eines Dipolfeldes nach der Hrlindung und

F i g. 2 eine weitere Ausl'ührungsfomi eines Dipolfeldes gemäß der Hrlindung.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Dipolfeld, das in üblicher Weise eine leitende Reflektorfläche 3 besitzt, auf der beispielsweise vier oder acht Ganz wellendipole befestigt sind. In F ig. 1 ist das Dipolfeld nicht vollständig wiedergegeben; es handelt sich dort um ein Dipolfeld mit acht Dipolen, von denen lediglich vier Dipole mit den Bezu^s/ilTem 41,42; 51,52; 61,62; 71,72 dargestellt sind, die vier weiteren Dipole sind ebenso aufgebaut.

Diese Dipole können in ebenfalls bereits bekannter Technik dicke verkürzte Dipole sein; der Abstand /wischen zwei Dipolen wie 41,42 und 51. 52 beträgt etwa die Hälfte der initiieren Wellenliini:.¹ /.,„ der auszusendenden Wellen, während der Abstand /\\i sehen jedem Dipol und der Reflektorfläche 3 etwa einem Vierlei dieser Wellenlänge entspricht. Sie werden durch Doppelleitungen in Phase gespeist, die in ebenfalls bekannter Weise teilweise als Ilaehe Stäbe 8, teilweise als zylindrische Stangen ·) ausgebildet sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfiihruiigsforin nibt es zwei Arten von Hilfsstrahleieleinenten. Die Hilfsstrahlerelemente der erster. Art bestehen aus kleinen Hilfsstrahlern 10 und 11, die aus zwei Metallwinkelstücken gebildet sind, die jeweils an einem Leiter der Dipolspeiseleitung 8 der Dipole betestigt sind. Diese Hilfsstrahler sitzen symmetrisch zwischen den beiden Dipolen jedes Dipolpaares; es gibt somit jeweils vier Hilfsstrahler bei einem Dipolfeld mit acht Dipolen. Die Höhe It des zu der F.bene der Reflektorfläche 3 senkrecht stehenden Teils der Hilfsstrahler ίο beträgt etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge /.,„; sie ist" so gewählt, daß die Hilfsstrahler 10 und H mit der Reflektorfläche 3 nicht in Berührung stehen. Die Länge L zwischen diesen beiden senkrechten Teilen der Hilfsstrahler entspricht etwa dem Viertel dieser mittleren Wellenlänge. Die Hilfsstrahler 10 und 11 werden mit Energie über die Leitung 8 gespeist, an der sie befestigt sind, und bilden aktive Hilfsstrahler, deren Strahlung das horizontale Strahlungsdiagramm des Dipolfeldes verbessert.

Die Hilfsstrahlerelemente der zweiten Bauweise bestehen aus Gliedern 43. 44, 53, 54, 63, 64, 73, 74. die Stützen für die zugeordneten Halbdipole 41, 42, 51. 52. 61. 62. 71. 72 bilden. Diese Stützen, die leitende Klemcnte sind, welche jeden Halbdipol mit der Reflcktorfliiche 3 mechanisch und elektrisch verbinden, sind gegenüber der Mitte der Halbdipole leicht versetzt. Sie sind beispielsweise derart befestigt, daß der Abstand zwischen den Stützen, wie 43 und 44, der beiden Halbdipole 41 und 42 eines gleichen Dipols etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge /.,„ beträgt. Diese Anordnung befähigt die Stützen zu Hilfsstrahlungselemenlen Da ihre Verbindung mit den Dipolen an Stellen vorgesehen ist, an denen die Spannungsverteilungskurve nicht durch einen Knoten verläuft. ;t5 durchfließt sie nämlich ein Strom, und sie senden eine Hilfsslrahlung aus.

F i g. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausfiihrungsform von einem Dipolfeld zugeordneten Hilfsstrahlungselementen. Diese Hlemente der F i g. 2 sind gleich denen der Fig. I, soweit sie mit gleichen Be/ugszilTern versehen sind; die Speiseleitung der Dipole ist hierbei üblicher Bauweise und daher nicht dargestellt.

Bei diesem Aiislührungsbeispiel der F i g. 2 sind die

aktiven Hilfsstrahler der F i g. 1 ersetzt durch passive

Hilfsstrahler wie 12. 13. 14 und 15. Diese Hilfsstrahler sind kleine langgestreckte Metallstückc, die senkrecht

auf der Reflektorfläche 3 des Dipolfeldes stehen und an ihm befestigt sind. Die zwei Hilfsstrahlerelemente.

wie 12 und 13. sind jedem Dipolpaar, wie 41, 42 und

51.52. zugeordnet. Sie sind zwischen den beiden

Dipolen jedes diesel Dipolpaare symmetrisch befestigt

und haben zueinander einen Abstand von etwa der gesamten Länge eines Dipols. Ihre I lohe/1 beträgt

etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge /.,„.

Diese Hilfsstrahler 12, 13 bestehen bei dem Alisführungsbeispiel der F i g. 3 aus dünnen, parallel· epipedi-i-hcn Stücken; sie könnten aber ebensogut auch aus zylindrischen Stücken gebildet sein. Die ^fiu wichtigen Parameter dieser Hilfsstrahler, von denen die von ihnen abgegebene Hillsstiahhmg abhängig ist. sind ihre Höhe und der Abstand /.wischen zwei ein und demselben Dipolpaar zugeordneten F.lemenien. Diese Hilfsstrahlerelemente werden nicht unmittelbar ^fi5 mit der abzustrahlenden Hnergie gespeist. Sie sind passive Hilfsstrahler; sie strahlen die von dem durch die Dipole geschaffenen elektrischen Feld induzierte Hnernie ab.

Bei dem Ausfi'ihrungsbeispiel der F i g. 2 sind diese passiven Hilfsstrahler 12, 13, 14, 15 noch kombiniert mit den Hilfsstrahlerclcmcntcn, welche die Stützen der Dipole bilden, die gegenüber der Mitte jedes Halbdipols versetzt angeordnet sind. Diese Kombination der beiden Hilfsstrahlertypen ist ebenso wie bei der Antenne der F i g. 2 nicht notwendig, da jede Hilfsstralilertype allein verwendet werden kann. Die Kombination verbessert jedoch das horizontale Strahlungsdiagramm des Dipolfeldes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 zeichnet, daß jedem Dipolpaar Hilfsstrahler (12, ... 13; 43, 44; 53,54) gemäß den Ansprüchen 3 und 4 Patentansprüche: ' ' ' - . ,L · i\ zugeordnet sind (F ι g- -J)-

1. Breitbandantenne, insbesondere zum Senden 5

von Ultrakurzwellen, mit im Quadrat um einen ~

Mast angeordneten, je eine Reflektorflüche aufweisenden Dipolfeldern, von denen jedes ein oder

' mehrere Paare Ganzwellendipole, die über eine Die Erfindung betrifft eine Breitbandantenne, ins-Speiseleitung parallel gespeist sind, an der beider- _l0 besondere zum Senden von Ultrakurzwellen, die im scits die Halbdipole jedes Dipols symmetrisch zu Quadrat um einen Mast angeordneten, je eine Reflekihr angeordnet sind, und Hilfsstrahler besitzt, torfläche aufweisenden Dipolfeldern, von denen jedes deren horizontales Strahlungsdiagramm in Über- ein oder mehrere Paare Ganzwellendipole, die über lagerung mit dem der Ganzwellendipole ein hori- eine Speiseleitung parallel gespeist sind, an der beizontales Gesamtstrahlungsdiagramm in moglichsl 15 derseits die Halbdiode jedes Dipols symmetrisch zu angcnäherier Form eines 90'-Kreissektors ergibt. ihr angeordnet sind, und Hilfsstrahler besitzt, deren dadurch gekennzeichnet, daß jeder horizontales Strahlungsdiagramm in Überlagerung Hilfsstrahler (10) einem Ganzwcflendipolpaar (4t. mil dem der Ganzwellendipole ein horizontales Ge-42; 51, 52) zugeordnet ist und mindestens zwei samtstrahlungsdiagramm in möglichst angenäherter senkrecht zur Reflektorfläche (3) stehende strah- 20 Form eines ')() -Kreissektors ergibt. Solche Rundlende Metallstabe aufweist, die beiderseits der slrahlantennen sind beispielsweise in Fernsehsendern Dipolspciseleitung (8) symmetrisch zu dieser an- oder UKW-Rundfunksendern verwendbar, die W-gcordnet sind. kanntlich mit Frequenzmodulation arbeiten.

2. Antenne nach Anspruch I. dadurch gekenn- Gewöhnlich werden in bekannter Weise eine oder zeichnet, daß bei doppeladriger Ausführung der 25 mehrere Stufen von vier Dipolfeldern um den als Dipolspciseleitung (K, 9) jeder Hilfsstrahler (Kl. Antennenstütze dienenden Mast angeordnet, wobei 11) aus zwei Metallwinkelstücken besteht, die die vier in senkrechten Richtungen ausgerichteten jeweils an einem Leiter der Dipolspciseleitung (8) Dipolfelder jeder Stufe jeweils mehrere Dipole uman einer zu den beiden Dipolen des betreffenden fassen, die parallel eingespeist werden und vor einem Dipolpaars gleich weiten Stelle derselben befestigt 30 Reflektor angeordnet sind. F.ine für die vier Dipol sind und von denen der an dem zugehörigen felder gleiche Einspeisung nach Leistung und nach Leiter befestigte Schenkel eine etwa einem Achtel Phase läßt ein nahezu nach allen Richtungen glciclider mittleren Wellenlänge ;.,„ der abzustrahlen- mäßig gerichtetes horizontales Strahlungsdiagramm den Wellen entsprechende lunge besitzt, sich erzielen, während eine nach Leistung und/oder nach parallel zur Reflektorfläche (3) erstreckt und von 35 Phase unterschiedliche Einspeisung ermöglicht, die dieser in einem Abstand von etwa dem Viertel Sendestrahlung in gewissen vorbestimmten Richdicser mittleren Wellenlänge sich befindet \ind der Hingen zu begünstigen.

andere Schenkel senkrecht auf die Reflektor- Das horizontale Strahlungsdiagramm solcher Auflache (3) ohne Berührung derselben gerichtet leimen mit vier Dipolfeldern ist die Kombination ist und eine gegenüber dem Abstand des erstcren 4" der horizontalen Strahlimgsdiagramme jedes Feldes. Schenkels zur Reflektorfläche etwas geringere Damit das horizontale Gesamtstrahlungsdiagramm Höhe (h) besitzt (Fig. 2). der Antenne sich genügend der idealen Krcisform

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nähert, die eine vollkommene Rundstrahlung charakz-cichnet, daß jeder Hilfsstrahler zwei mit den lerisicrt, darf der gegenseitige Abstand der Dipolbetreffenden Dipolen strahlungsgekoppelte Stäbe 45 felder, sofern diese kein spezielles Horizontaldiagramm (12, 13) besitzt, die in gleichem Abstand zu den aufweisen, von der Arbcitswellenlänge nicht zu stark beiden Dipolen des betreffenden Dipolpaares je- abweichen. Die horizontalen Strahlungsdiagramm· weils in Nähe eines Endes dieser beiden Dipole zweier benachbarter Felder überdecken sich dann angeordnet sind und eine etwa dem Viertel der nämlich in einem Sektor, der die Richtung von 45 mittleren Wellenlänge /,„ entsprechende Höhe (/1) 5" mit den Ilauplstrahlungsrichtungcn dieser beiden besitzen (Fig. 3). Felder einschließt. In dem gesamten von diesem

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Sektor belegten Bereich setzen sich die von den beizeichnet, daß die Ganzwellendipole durch senk- den Dipolfeldern jeweils abgestrahlten elektrischen recht auf der Reflektorfläche (3) stehende leitende Felder vektoricll zusammen. Wenn der Abstand der Stützen an dieser befestigt sind, die dadurch als 55 Dipolfelder der Antenne zu groß ist, so ergibt sich. Hilfsstrahler (43, 44; 53, 54) wirken, daß sie daß die Phasenverschiebungen zwischen diesen clekaußerhalb der Mitte des Halbdipols mit diesem irischen Feldern schwerwiegende Fehler in dem horiverbunden sind, beispielsweise an einer solchen zontalen Strahlungsdiagramm der Antenne hcrvor-Stellc, daß die zwei die beiden Halbdipole (41, rufen, die sich insbesondere durch beträchtliche Ab-42) eines gleichen Dipols tragenden Stützen (43, ⁶" weichungen zwischen dem theoretischen Kreis und

j 44) ihm gegenüber symmetrisch in einem Abstand dem tatsächlichen Diagramm auswirken.

j zueinander von etwa dem Viertel der mittleren Bei einigen der bisher üblichen Ausführungen

Wellenlänge angeordnet sind (Fig. 2 und 3). solcher Antennen liegt der Abstand zwischen zwei

5. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn- parallelen Dipolfeldern in der Größenordnung der zeichnet, daß jedem Dipolpaar Hilfsstrahler (10; ⁶5 mittleren Wellenlänge tier zu sendenden Wellen. Dies 43,44; 53,54) gemäß den Ansprüchen 2 und 4 führt dazu, daß der freie Raum im Innern dieser zugeordnet sind (F i g. 2) Antennen ziemlich gering ist, und dies um so mehr.

f>. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn- je höher die Frequenz der zu übertragenden Wellen