DE2062110A1

DE2062110A1 - Antenne in Form eines Monopol-Strahlers

Info

Publication number: DE2062110A1
Application number: DE19702062110
Authority: DE
Inventors: Herwig 8871 Schnuttenbach; Uhlmann Manfred 7900 Ulm Hartenberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1970-12-17
Publication date: 1972-06-29

Description

Antenne in Form eines Mbnopol-Strahlers§ Die Erfindung betrifft eine Antenne in Form eines Monpol-Strahlers deren Strahlungswiderstand von ihrem Speiselei tungs-Wellenwiderstand abweicht und bei der zur Beseitigung der durch diese Abweichung hervorgerufenen Fehlanpassung eine entsprechend groß gewählte kapazitive Belastung vorgesehen ist Antennen dieser Art werden zu Sende- und/oder Empfangszwekken wegen ihres extrem einfachen Strukturaufbaus bei guten elektrischen Eigenschaften häufig eingesetzt. Die kapazitive Belastung dient hierbei der Anpassung des !*nopol-Strahlungswiderstandes von etwa 30 Ohm an den Wellenwiderstand der Speiseleitung, der üblicherweise 50 oder 60 Ohm beträgt.
Diese kapazitive Belastung wird bei den bekannten Antennen dieser Art mittels einer Dachkapazität realisiert, Als zweite bekannte Möglichkeit der elektrischen Anpassung des Strahlungswiderstandes an den Speiseleitungs- Wellenwiderstand bidet sich die Transformationstechnik, die boispielsweise mittels Leitungstransformationsglledern arbetet.
Fig. la und 1b zeigen entsprechend diesem Stand der Technik ausgebildete Antennen mit ihren Speiseleitungen. Mit 1 ist hierbei der eigentliche Monopol-Strahler bezeichnet, dessen Länge#sei, während 2 die Grundfläche (Reflektor) dieser Antennen darstellt, Ihr Speiseleiter, beispielsweise ein Koaxialleiters ist mit 3 bezeichnet. In Fig. la ist die vorerwähnte bekannte Möglichkeit der Anpassung mittels Leitungstransformationsgliedern gezeigt; 4 syzibolisiort hier ein #/4-Transformationsglied (A = Betriebswellenlänge).
Fig, ib zeigt hierzu die kapazitive Belastung durch eine Dachkapazität 5.
Nachteilig an der Ladung gemäß Fig. ia ist die serhgltnismäßig geringe Breite des Arbeitsfrequenzberotchs der Antenne.
Bei Verwendung mehrerer Transtarmationsglieder treten in der Praxis meist zusätzliche Platzschwierigkeiten auf. Die Anpassung mittels einer Dachkapazität gemäß Fig. db führt zwar zu einer Verkürzung der Mbnopol-Länge #. Bei Einsatz dieser Antenne mit einer Dachkapazität ergeben sich Jedoch - insbesondere bei rauhen Umweltbedingungen und dadurch gegebenen starken mechanischen Beanspruchungen - häufig konstruktive Probleme, die nur durch zusätzlichen technischen Aufwand zu lösen sind.
Dcf Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antenne ach Art der in den Fig, la oder ib gezeigten zum Einsatz bci rauhen Umweltbedingungen, die mit starken mechanischen Beanspruchungen verknüpft sind, mit geringerem als dem bekannten technischen und wirtschaftlichen Aufwand geeignet zu machen, Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Antenne der einleitend genannten Art it kapazitiver Belastung aus. Erfindungsgemäß greift die kapazitive Belastung am oder nahe dem Fußpunkt der Antenne an, Vorzugsweise wird die kapazitive Belastung der erfindungsgemäßen Antenne durch eine über der Reflektorebene der Antenne zu dieser Ebene im wesentlichen parallel verlaufende Scheibe realisiert. Der Durchmesser dieser Scheibe ist sowohl von denjenigen der Speiseleitung und der Speiseleitungs-Druchführungsöffnung des Reflektors als auch von dem Abstand der Scheibe zum Reflektor und von der Betriebawellenlänge der Antenne abhängig gewählt, Anhand der Fig. 2 bis 5 seien im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, In allen Abbildungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen prinzipiell gloiche Toile.
Fig. 2 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild, mit dem die Wirkung der kapazitiven Belastung nahe dem Fußpunkt des Nonopol-Strahlers angebbar ist in Form zweier Kondensatorren 6 und 7, die die verteilte Kapazität zwischen einer parallel zur Fläche 2 verlaufenden Scheibe e und die Fläche 2 symbolisieren.
Der elektrische Einfluß dieser kapazitiven Fußpunktbelastung sei anhand des Admittanzverlaufs im Smith-Diagrarirn der Fig. 3 gezeigt. Die Kurve 9 beschreibt das Admittanzverhalten eines typischen Nonopol-Strahlers für ein bestimutes Längenverhältnis. /\ schneidet diese Kurve der reellen Achse in Punkt A bei etwa 1§6, Eine Vergrößerung von ## führt zu einer induktiven Admittanz. Geht man aus von einer Admittanz beispielsweise entsprechend dem Kurvenpunkt B und schaltet dem Monopol-Fußpunkt eine tEapazität parallel so zielt die hieraus resultierende Admittanz-Kurve auf den Punkt C auf der reellen Achse bei 1103 in diesem Fall ist die gewünschte Anpassung erreicht. Die Größe der erforderlichen Kapazität C entspricht bei der erfindungsgemäßen Antenne der Gleichung wobei# die Admittanz der Antenne ohne kapazitive Belastung, it = 3114 und f0 die Betriebsfrequenz (Mittenfrequenz) bedeuten.
Fig. 4 zeigt im Prinzip ein Ausführungsbeispiel der ErfindungX das im Sinne der Fig. 2 arbeitet, während Fig. 5 spezielle Dimensionierungen für ein praktisch bewährtes Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart, das strengen Zuverlässigkeitsprüfungen standhält, beispielsweise einer Stoßfestigkeit mit 50 g und einer Resonanzdauerprüfung.
Mit 10 ist hierbei ein Stecker bezeichnet, beispielsweise vom Typ U.G. -58U, mit dem eine Verbindung zur Speiseleitung der gezeigten Antenne bequem herstellbar ist. Die Betriebswellenlänge der Antenne nach Fig. 5 beträgt Ä = 30 cn, der Wellenwiderstände der Speiseleitung 50 Ohm. Der gezeigte Abstand 0e2 mm ist im wesentlichen maßgebend für die Größe der kapazitiven Belastung der Antenne durch die Scheibe 8 da der Stecker 10 eine metallische, mit der Fläche 2 elektrisch verbundene Oberfläche hat.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Da Antenne in Form eines Monopol- Strablers deren Strahlunsswiderstand von ihren Speiseleitungs-Wellenwiderstand abweicht und bei der zur Beseitigung der durch diese Abeichung hervorgerufenen Fehlanpassung eine entsprechend groß gewählte kapazitive Beiastung vorgesehen ist, daudurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Belastung an oder nahe dem Fußpunkt der Antenne angreift.
2. Antenne nach Saspr-1ch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Belastung durch eine über der Antennen-Reflelttor-Ebene zu dieser in wesentlichen parallel verlaufende Scheibe realisiert ist, deren Durciiniesser sowohl von denjenigen der Speiseleitung und ecr Speiscleitungs-Durchführullgsöffnung des Reflektors als auch von ihrem Abstand zum Reflektor und von der Betriebswellenlänge der Antenne abhängig gewählt ist,
3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert C der kapazitiven Belastung gesäß der Gleichung gewählt ist1 wobei Y die Admittanz der Antenne ohne kapazitive Belastung, #=3,14 und f0 die Betriebsfrequenz (Mittenfrequenz) bedeuton.