DE2125964A1 - Broadband antenna - Google Patents

Broadband antenna

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DE2125964A1
DE2125964A1 DE19712125964 DE2125964A DE2125964A1 DE 2125964 A1 DE2125964 A1 DE 2125964A1 DE 19712125964 DE19712125964 DE 19712125964 DE 2125964 A DE2125964 A DE 2125964A DE 2125964 A1 DE2125964 A1 DE 2125964A1
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Kazutaka Yamato Kanagawa Hidaka (Japan)
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Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.

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TOKIO SHIBAURA EIECTRIC CO.,LTD.,Kawasalci-shiTOKIO SHIBAURA EIECTRIC CO., LTD., Kawasalci-shi

JapanJapan

Bre itband-Antenne.Broadband antenna.

Die Erfindung betrifft eine Breitband-Antenne, und insbesondere eine Breitband-Antenne, bei der Kondensatoren an gleichabständigen Punkten von der Mitte eines Zuführungsbereichs aus gesehen auf den Armen einet: Antennenelements vorgesehen sind.The invention relates to a broadband antenna, and more particularly a broadband antenna with capacitors at equidistant points from the center of a feed area as seen on the arms unites: antenna element are provided.

Gegenwärtig wird eine Vielzahl von Antennen zum Empfang von Rundfunk- und Fernsehsendungen angeboten. Als Breitband-Antenne zum Empfang insbesondere von VID?- und UHF-Fernseh-signalen ist die sogenannte Yagi-Antenne weit verbreitet. Jedoch ist auch die gewöhnliche Yagi-Antenne nur in der lage, Frequenzbänder mit einer Breite von etwa 150 Mils zu empfangen, so daß nicht der gesamte, heute bereits für Fernsehsignale, beispielsweise in Japan, verwendete Bereich von 470 bis 770 MHz abgedeckt werden kann. Es sind bereits beträchtliche Anotrenungen unternommen worden, um eine An-A variety of antennas are currently available for receiving radio and television broadcasts. The so-called Yagi antenna is widely used as a broadband antenna for receiving VID? And UHF television signals in particular. However, the usual Yagi antenna is only able to receive frequency bands with a width of about 150 mils, so that not the entire range of 470 to 770 MHz already used today for television signals, for example in Japan, can be covered. Considerable efforts have already been made to

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tenne für derart breite Frequenzbänder zu entwickeln. Besondere Forschungsarbeit wurde dabei in die Verbesserung eines Strahlers hineingesteckt,der den wesentlichen Heil der Antenne bildet und bisher den Empfang solcher breiten Frequenzbänder verhinderte oder störte. So wurden beispielsweise Doppelfächer-Antennen, Dipolantennen großen Durchmessers und Faltantennen entwickelt. Trotz einer gewissen Verbesserung hinsichtlich der Freouenabandbreite läßt sich auch mit diesen Antennen der gesamte, heute be-• nutzte UHF-Fernsehbereich von 470 bis 770 MIz noch nicht be- W friedigend abdecken, ganz zu schweigen von dem bereits in Aussicht genommenen und in einigen Ländern bereits benutzten Bereich von 470 bis 890 Mz. Für die vorerwähnten Antennen ergibt sich der weitere Nachteil, daß relativ teure Iletallplatten, insbesondere für die Dipolantenne mit großem Durchmesser, verwendet werden müssen, so daß die Materialkosten beträchtlich sind. Außerdem sind diese Antennen relativ kompliziert aufgebaut, so daß außerdem bei der Herstellung ein hoher Arbeit3kostenanteil anfällt.tenne for such broad frequency bands. Special research was put into the improvement of a radiator, which constitutes the essential salvation of the antenna and which has hitherto prevented or interfered with the reception of such broad frequency bands. For example, double-fan antennas, large-diameter dipole antennas and folding antennas have been developed. Despite a certain improvement in the Freouenabandbreite can also be with these antennas, the entire sawn today • not used UHF television range 470-770 MIZ loading W cover satisfactorily, not to mention the already taken in view and in some countries already used range from 470 to 890 Mz. For the aforementioned antennas there is the further disadvantage that relatively expensive metal plates, in particular for the dipole antenna with a large diameter, have to be used, so that the material costs are considerable. In addition, these antennas are of a relatively complex construction, so that a high proportion of labor costs is also incurred in their manufacture.

Es besteht also ein Bedürfnis für die Entwicklung einer einfach aufgebauten Breitband-Antenne, mit der sich gute Empfangsquäli- |l täten über ein sehr breites Frequenzband erreichen lassen, ohne daß die erwähnten Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Eine Untersuchung in dieser Richtung gemäß einem Vorschlag von T.S.M.Maclean in Proceedings of I.E.E., Bd. 115, vom 10.Oktober 1968, läuft darauf hinaus, einen Kondensator an einer Mehrzahl, beispielsweise vier oder sechs Punkten, auf einem Dipolantennen-Element an gleichabständigen Punkten von der Mitte des Zuführungsbereichs aus vorzusehen, um das angestrebte Ziel der Verbreiterung des Empfangsfrequenzbandes zu erreichen. Maclean schließt in der erwähnten Publikation aufgrund von Experimenten, es solle an mehreren Punkten auf jedem Antennenarm in symmetrischer Anordnung in bezug auf den Mittenpunkt des Antennenelements ein Kondensator vorgesehen werden, da es praktisch sehr einfach sei, einen derartigen Kondensator an einem beliebigen There is therefore a need for the development of a simply constructed broadband antenna with which good reception qualities can be achieved over a very broad frequency band without having to accept the disadvantages mentioned. An investigation in this direction according to a proposal by TSMMaclean in Proceedings of IEE, Vol. 115, October 10, 1968, amounts to installing a capacitor at a plurality, for example four or six points, on a dipole antenna element at equidistant points of the center of the feed area in order to achieve the desired goal of broadening the reception frequency band. Maclean concludes in the mentioned publication on the basis of experiments that a capacitor should be provided at several points on each antenna arm in a symmetrical arrangement with respect to the center point of the antenna element, since it is practically very easy to attach such a capacitor to any one

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Punkt auf federn einzelnen Arm eines, ein Antennenelement "bildenden Paars von Antennenarmen vorzusehen. Es ist jedoch festzustellen, daß die von Maclean angestellten theoretischen Überlegungen und Berechnungen nur für den Pail angegeben sind, daß ein Kondensator an nur einem Punkt auf jedem Antennenarm vorgesehen ist, und es sind auch nicht die 'Bedingungen angegeben, die erforderlich sind, um die wünschenswerten Eigenschaften einer derartigen Antenne in vollem Umfang zu erreichen. Seine weiteren, aufgrund der erwähnten Berechnungen angestellten Untersuchungen zeigen vielmehr, daß die Anbringung eines einzigen Kondensators auf jedem Antennenarm bei der sich ergebenden An-.tenne noch nicht den Empfang derart breiter Frequenzbänder ermöglicht. ■ Insbesondere hat es Maclean versäumt, die genauen Bedingungen anzugeben, um mit einer derartigen Antenne breite Frequenzbänder abdecken zu können. Die erwähnte, geradlinige, symmetrische Anordnung einer Hehrzahl von Kondensatoren auf beiden Antennenarmen in bezug auf die Mitte des Antennenelements, wie es von Maclean vorgeschlagen wird, führt unausweichlich zu verminderter mechanischer Festigkeit der Antennenarme, und es ergeben sich außerordentliche Schwierigkeiten bei der Herstellung einer derartigen Antennen-Vorrichtung.Point on the individual arm of a spring forming an antenna element Provide pairs of antenna arms. It should be noted, however, that the theoretical considerations made by Maclean and calculations only for the pail indicated that a capacitor is provided at only one point on each antenna arm is, and it also does not specify the 'conditions necessary to achieve the desirable properties such an antenna to the full extent. His further investigations made on the basis of the calculations mentioned rather show that the installation of a single capacitor on each antenna arm in the resulting antenna does not yet allow reception of such broad frequency bands. ■ In particular, Maclean failed to provide the exact Specify conditions in order to be able to cover broad frequency bands with such an antenna. The straight line mentioned symmetrical arrangement of a large number of capacitors on both antenna arms with respect to the center of the antenna element, as suggested by Maclean, inevitably leads to reduced mechanical strength of the antenna arms, and there are extraordinary difficulties in the manufacture of such an antenna device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Breitband-Antenne der beschriebenen Art mit guter mechanischer Festigkeit zum Empfang der oben erwähnten Breitenfrequenzbänder zu schaffen, bei der an zwei gleichabständigen Punkten von der Mitte eines Zuführungsbereichs aus gesehen auf einem Antennenelement ein Kondensator auf jedem Arm eines Antennenarmpaars vorgesehen ist. Dabei soll es das Ziel sein, im gesamten Empfangsfrequenzband den Welligkeitsfaktor bzw. das Stehwellenverhältnis auf eine· Wert unter 2,5 zu halten, und zwar im gesamten zulässigen Bereich bei Anpassung und Fehlanpassung.The invention is based on the object of a broadband antenna of the kind described with good mechanical strength for receiving the above-mentioned latitude frequency bands, at two equally spaced points from the center of a feed area on an antenna element Capacitor is provided on each arm of a pair of antenna arms. The aim should be to reduce the ripple factor or the standing wave ratio to a Keep the value below 2.5 in the entire allowable range for fit and mismatch.

J)Ie Erfindung besteht bei einer Breitband-Antenne, die wenigstens ein mit einem Zuführungsabschnitt versehenes Dipolantennen-J) Ie invention consists in a broadband antenna that at least a dipole antenna provided with a feed section

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element aufweist, das im wesentlichen aus einem Paar geradlinig angeordneter Antennenarme mit darauf ausgebildeten Kondensatoren "besteht, darin, daß jeweils einer der Kondensatoren an einem von der Mitte des Zuführung sbereichs des Antennenelement^ gleichabständigen Punkt, elektrisch betrachtet in Serienschaltung, auf jedem der beiden Antenneriax'tue angeordnet ißt, und daß bei Wahl des Verhältnisses eines Abstandes <£> von der Mitte des Zuführungsbereichs zum äußeren Ende des Antennenarms zu einem Abstand t^^ von der Mitte des Zuführungsabochnitts zur Lage des Kondensators zu 0,4 bis 0,6 und bei Wahl von Rechenwerten si * und .C2 ?? die gleich sind dem doppelten Logarithmus .naturalis der Verhältnisse der Radien der verschiedenen Abschnitte des Antennenarm3 zur Gesamtlänge des Antemienelements zu kleiner als 12 sich der Kapazitätswert des Kondensators in pico-farad ergibt aus der Festlegung des Verhältnisses von Kapazitätswert zum Abstand-^2 zu 0,025 bis 0,3.element, which consists essentially of a pair of rectilinearly arranged antenna arms with capacitors formed thereon, in that in each case one of the capacitors at a point equally spaced from the center of the feed area of the antenna element ^, electrically considered in series, on each of the two antennas 'tue arranged, and that when the ratio of a distance <£> from the center of the feed area to the outer end of the antenna arm to a distance t ^^ from the center of the feed section to the location of the capacitor to 0.4 to 0.6 and if calculated values si * and .C2 ?? are selected that are equal to the double logarithm .naturalis of the ratios of the radii of the various sections of the antenna arm3 to the total length of the antenna element to be less than 12, the capacitance value of the capacitor in pico-farad results from the definition of the Ratio of capacitance value to distance- ^ 2 to 0.025 to 0.3.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zum Empfang aller Frequenzbänder von UHF-Fernsehsignalen, wie sie in der gesamten Welt verwendet werden, wird auf den beiden Armen in gleichem, geradlinigem Abstand von der Mitte des Zuführungsbereis, und zwar elektrisch betrachtet, in Serienanordnung, auf dem Strahler einer Yagi-Antenne ein Kondensator von beispielsweise 0,5 bis 5 pF angebracht.According to an advantageous embodiment for receiving all Frequency bands of UHF television signals, as used throughout the world, are shared equally on the two arms, straight-line distance from the center of the supply area, in electrical terms, in series, on the radiator A capacitor of 0.5 to 5 pF, for example, is attached to a Yagi antenna.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden im folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention and advantageous details are explained below using several exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 die Perspektivdarstellung einer Breitbanl-Aitenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows the perspective view of a broadband antenna according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 die Aquivalentdarsteilung der Breitband-Antenne gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows the equivalent representation of the broadband antenna according to FIG. 1; FIG.

Fig. 3 bis 5 verdeutlichen Teilschnitte aus konkreten Ausführungsformen desjenigen Abschnitts eine_s Antennenelements, der FIGS. 3 to 5 illustrate partial sections from specific embodiments of that section of an antenna element which

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erfindungsgemäß mit einem Kondensator versehen ist;according to the invention is provided with a capacitor;

Pig. 6 zeigt in einem Teilschnitt eine weitere konkrete Aus führungsform des Kondensatorabschnitts in Pig. 1; 7 verdeutlicht den Aufbau gemäß Fig. 6 von oben; Pig. 6 shows, in a partial section, a further specific embodiment of the capacitor section in Pig. 1; 7 illustrates the structure according to FIG. 6 from above;

Pig. 8 his 10 sind Smith'sehe leitungsdiagramme zu Verdeutlichung der Eigenschaften einer Breithand-Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Pig. 8 His 10 are Smith'sehe circuit diagrams to illustrate the properties of a wide-hand antenna according to an embodiment of the invention;

11 zeigt die Perspektivdarstellung einer Yagi-Antenne 11 shows the perspective view of a Yagi antenna

unter Anwendung der Erfindung auf den Strahler dieser Antenne;applying the invention to the radiator of this antenna;

Pig. 12 zeigt die Draufsicht auf einen anderen Antennenarm hei Verwendung der Erfindung und Pig. 12 shows the top view of another antenna arm using the invention and FIG

Pig. 13 zeigt in einem Kurvendiagramm die Eigenschaften der Yagi-Antenne gemäß Pig. 11. Pig. 13 shows the properties of the Yagi antenna according to Pig in a curve diagram. 11.

Unter Bezug auf die soehen kurz erläuterten Piguren wird nun die Erfindung in Einzelheiten "beschrieben. Pig. 1 zeigt den Aufhau einer erfindungsgemäßen Dipolantenne. Auf gegenüberliegenden Seiten eines elektrisch isolierten Antennenarmhalters 3> der Zuführungsklemmen 1 und 2 aufweist, ist ein Paar von Antennenarmen 4 und 5 "befestigt, die ein Antennenelement oder eine Dipolantenne bilden. Die Zuführungsklemmen 1 und 2 sind an eine nicht gezeigte Zuführungseinheit angeschlossen. Die inneren Enden der Antennenarme 4 und 5 sind elektrisch an die Zuführungsklemmen 1 und 2 im Antennenarmhalter 3 angeschlossen. An einem vorgeschriebenen Punkt jedes Antennenarms sind gleichabständig in entgegengesetzter Richtung vom Mittenpunkt, d.h. vom Mittenpunkt O des Antennenelements, der Zuführungsklemmen 1 und 2 aus gesehen, zwei Kondensatoren 6 und 7 in linearer als auch elektrisch gesehen, in Serienschaltung angeordnet. Die Äquivalenzschaltung der Dipolantenne gemäß Pig. 1 zeigt Pig. 2, in der die Kondensatoren 6 und 7 beide mit Cj bezeichnet sind. Der Abstand zwischen den Kondensatoren C. ist mit 21^ bezeichnet, während mit 21g die Gesamtlänge der Antenne und mit β^ der Radius des Abschnitts der Antennenarme 4 und 5 bezeichnet ist, der sioh vom Mittenpunkt O des Zuführungsabschnitts bis zu jedemThe invention will now be described in detail with reference to the Piguren briefly explained above. Pig. 1 shows the construction of a dipole antenna according to the invention 5 ", which form an antenna element or a dipole antenna. The feed terminals 1 and 2 are connected to a feed unit, not shown. The inner ends of the antenna arms 4 and 5 are electrically connected to the feed terminals 1 and 2 in the antenna arm holder 3. At a prescribed point of each antenna arm, two capacitors 6 and 7 are arranged in a linear as well as an electrical series, equally spaced in the opposite direction from the center point, ie from the center point O of the antenna element, of the feed terminals 1 and 2. The equivalent circuit of the dipole antenna according to Pig. 1 shows Pig. 2, in which capacitors 6 and 7 are both labeled Cj. The distance between the capacitors C. is denoted by 21 ^, while 21g denotes the total length of the antenna and β ^ denotes the radius of the section of the antenna arms 4 and 5, which extends from the center point O of the feed section to each

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Kondensator G^ erstreckt (in Pig. 2 ist der Durchmesser dieses Abschnitts als 2 J^ "bezeichnet). Der Radius des ATd schnitt α der Antennenarme 4 und 5,der vom äußeren Ende bis zu jedem Kondensator C1 reicht, ist mit P2 bezeichnet (in Fig. 2 ist ebenfalls der Durchmesser als 2 ?ρ bezeichnet).Capacitor G ^ extends (in Pig. 2 the diameter of this section is labeled 2J ^ "). The radius of the ATd intersected α of antenna arms 4 and 5, which extends from the outer end to each capacitor C 1 , is P 2 designated (in Fig. 2, the diameter is also designated as 2 ? ρ).

Die Erfinder haben nun die für eine Antenne erforderlichen Bedingungen ermittelt, um die gewünschten Breitbandeigenschaften auf einfache Weise bei einem Antemienaufbau gemäß den ."Pig. 1 und 2 dadurch zu erreichen, daß eine Kapazität auf jedem Arm einer Dipolantenne in einem gleichen Abotand so angeordnet wird, •wiö es die weitere Beschreibung erläutert.The inventors now have the conditions necessary for an antenna determined in order to achieve the desired broadband properties in a simple manner with an antemic structure according to the "Pig. 1 and 2 to be achieved by arranging a capacitance on each arm of a dipole antenna in an equal abotand in such a way that • how it is explained in the further description.

Zunächst jedoch werden unter Bezug auf die Fig. 3 bis 6 verschiedene konkrete Ausführungsformen für die Kondensatoren C. erläutert. Da die beiden Arme 4 und 5 der Antenne gleich aufgebaut sind, wird nur der entsprechende Teil des Arms 4 erläutert. Gemäß Fig. 3 besteht der Arm aus einem hohlen Leiterstück, das etwa in der Mitte in zwei Abschnitte 8 und 9 unterteilt ist. Die einander gegenüberstehenden Enden dieser Abschnitte 8 und werden durch einen ganz bestimmten Abstand voneinander getrennt gehalten. Koaxial zum Arm 4 ist über eine bestimmte Länge ein Mittenleiter 10 angeordnet, der in die beiden Enden der Abschnitte 8 und 9 hineinragt und die Endflächen jedes Abschnitts in rechtem Winkel durchstößt. Der Innenraum der hohlen Armabschnitte 8 und 9 einschließlich des Raums zwischen den einander gegenüberstehenden Enden ist über einen gewissen Bereich mit einem Dielektrikum 11, beispielsweise mit Phenolharz oder Acrylnitrilbutadienstyrol-terpolymer so gefüllt, daß der Mittenleiter 10 umgeben und der Zwischenraum zwischen den einander gegenüberstehenden Endflächen der Armabschnitte 8 und 9 ausgefüllt ist. Die äußere Umfangsflache dieses Teils des Antennenarms 4, der mit dem Dielektrikum 11 gefüllt ist, wird durch ein weiteres Isoliermaterial 12 gleicher oder verschiedener Art umgeben, und zwar so, daß beide Armabschnitte 8 und 9 einstückig verbunden und in First, however, with reference to FIGS. 3 to 6, various specific embodiments for the capacitors C. are explained. Since the two arms 4 and 5 of the antenna are constructed in the same way, only the corresponding part of the arm 4 will be explained. According to FIG. 3, the arm consists of a hollow conductor section which is divided into two sections 8 and 9 approximately in the middle. The opposite ends of these sections 8 and 8 are kept separated from one another by a very specific distance. A central conductor 10 is arranged coaxially to the arm 4 over a certain length, which extends into the two ends of the sections 8 and 9 and penetrates the end faces of each section at a right angle. The interior of the hollow arm sections 8 and 9 including the space between the opposing ends is filled over a certain area with a dielectric 11, for example with phenolic resin or acrylonitrile butadiene styrene terpolymer, so that the center conductor 10 and the space between the opposing end faces of the Arm sections 8 and 9 is filled. The outer peripheral surface of this part of the antenna arm 4, which is filled with the dielectric 11 , is surrounded by a further insulating material 12 of the same or different types, in such a way that both arm sections 8 and 9 are integrally connected and in

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fester örtlicher Relation zueinander gehalten werden. Aufgrund dieses Aufbaus ist zwischen dem hohlen Antennenarm 4 und dem Mittenleiter 10 als auch zwischen den einander gegenüberstehenden Enden der Arraabschnitte 8 und 9 ein Kondensator C, ausgebildet. Diese Kondensatoren weisen eine Gesamtkapa,zität von Ο., auf, wie sie in Pig. 2 eingetragen int.fixed local relation to each other. Because of this structure is between the hollow antenna arm 4 and the Center conductor 10 as well as between the opposite ends of the array sections 8 and 9, a capacitor C, is formed. These capacitors have a total capacity of Ο., On, as in Pig. 2 registered int.

Pig. 4 zeigt einen anderen Aufbau des Kondensators. Hierbei ist in einen hohlen leiter 13 koaxial ein Stableiter 14 kleineren Durchmessers über eine bestimmte Länge eingeschoben und festgehalten und bildet einen Antennenarm 4 bzw. 5. Der durch den eingesetzten Abschnitt des Stableiters 14 mit den Innenwänden des hohlen Leiters 13 umgrenzte Raum ist mit einem dielektrischen Material 11 angefüllt. Die äußere Umfangsfläche des Bereichs des Hohlleiters 13,über den der Stableiter 14 verkoppelt ist, ist mit einem Isoliermaterial 12 umgeben, so daß beide Leiter 13 und 14 einstückig mechanisch stabil miteinander verbunden sind. Auch in diesem Pail ist zwischen den beiden Leitern 13 und 14 ein Kondensatoijfausgebildet, dessen Kapazitätswert durch den umgrenzten Raum einschließlich der beschriebenen Bereiche der einander gegenüberstehenden Plächen bestimmt ist. Der erwähnte, stabförmige Leiter 14 kann durch ein hohles Leiterstück ersetzt sein, das - wie erwähnt - einen kleineren Durchmesser auf v/eist als der äußere, hohle Leiter 13.Pig. 4 shows another structure of the capacitor. Here is In a hollow conductor 13 coaxially a rod conductor 14 of smaller diameter pushed over a certain length and held and forms an antenna arm 4 or 5. The through the inserted section of the rod conductor 14 with the inner walls The space bounded by the hollow conductor 13 is filled with a dielectric material 11. The outer peripheral surface of the area of the waveguide 13, via which the rod conductor 14 is coupled, is surrounded by an insulating material 12, so that both Conductors 13 and 14 are integrally connected to one another in a mechanically stable manner. Also in this pail is between the two ladders 13 and 14 a capacitor is formed whose capacitance value through the delimited space including the areas described the opposing planes is determined. The mentioned, rod-shaped conductor 14 can through a hollow conductor piece be replaced, which - as mentioned - has a smaller diameter than the outer, hollow conductor 13.

Beim Aufbau des Kondensators gemäß Pig. 5 sind säulen- oder plattenartige Leiterstäbe 15 und 16 so angeordnet, daß bestimmte Plächenbereiche einander in festgelegtem Abstand gegenüberstehen, womit ein Kondensator C. gewünschter Kapazität festlegbar ist. Der Zwischenraum zwischen den beiden Leitern 15 und 16 ist durch ein dielektrisches Material 11 ausgefüllt. Im Überlappungsbereich der beiden Leiter 15 und 16 sowie über einen gewissen Bruchsicherheitsabstand ist der Außenmantel dieses Kondensatorbereichs mit einem isolierenden Material 12 umgeben.When building the capacitor according to Pig. 5 are columnar or plate-like conductor bars 15 and 16 arranged so that certain planar areas face each other at a fixed distance, with which a capacitor C. of the desired capacity can be determined. The space between the two conductors 15 and 16 is filled by a dielectric material 11. In the overlap area of the two conductors 15 and 16 and over a certain amount The outer jacket of this capacitor area is surrounded by an insulating material 12 at a break safety distance.

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In diesem Fall wird der Kondensator Cj im wesentlichen durch die einander gegenüberstehenden Fläehenbereiche der "beiden Leiter 15 und'16 gebildet.In this case, the capacitor Cj is substantially through the opposing surface areas of the "two." Conductors 15 and 16 formed.

!Der Kondensator C. kann auch - wie die lpig. 6 und 7 erkennen lassen - auf andere Weise gebildet sein. Gemäß Fig. 6 "beispielsweise bestehen die Leiter 17 und 18 aus hohlen Aluminium-Rohr-' stücken, die die Antennenarme 4 baw. 5 bilden,und die einander gegenüberstellenden Enden sind flach gepreßt und in bezug auf die Achse der Leiter 17 und 18 um einen gewissen Winkel in entgegengesetzter Richtung abgeknickt, und zwar so, daß sich die flach gedrückten Endabschnitte 19 und 20 in "bestimmtem Abstand gegenüberstehen. Im Zwischenraum zwischen den abgewinkelten flachen Enda/bschnitten 19 und 20 und am AußenumCangsb.ereich dieser Endabschnitte sowie über einen gewissen Bruchsicherheitsabstand ist ein dielektrisches Material ein- bzw. aufgebracht, beispielsweise Pheriolharz oder Acrylnitirl-butadien-styrolterpolymer, und zwar so, daß die beiden leiter 17 und 10 einstückig und mechanisch fest miteinander verbunden sind. Der Kondensator C^ wird im wesentlichen durch die einander gegenüberstehenden flachen Endabschnitte 19 und 20 gebildet. Die Leiter 17 und. 18 können durch hohle zylindrische Stäbe, gegebenenfalls auch verschiedenen Durchmessers, gebildet sein. Bei diesem Aufbau ergibt sich der Vorteil, dciß die flachen Endabschnitte 19 und 20 als Anschläge oder Halterungsteile für das dielektrische Material 11 wirken, so daß die Loiter 17 und 13 in Axialrichtung nicht verschoben oder um ihre Achse gedreht werden können, welche irgendwelche" äußeren Kräfte auf die Leiterstäbe wirken.! The capacitor C. can also - like the l p ig. 6 and 7 reveal - be formed in a different way. According to Fig. 6 "for example, conductors 17 and 18 are made of hollow aluminum tubing which form antenna arms 4 and 5, and the opposite ends are pressed flat and with respect to the axis of conductors 17 and 18 around bent a certain angle in the opposite direction, in such a way that the flattened end portions 19 and 20 face each other at a certain distance. In the space between the angled flat end sections 19 and 20 and on the outer circumferential area of these end sections and over a certain break safety distance, a dielectric material is inserted or applied, for example periol resin or acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer, in such a way that the two Head 17 and 10 are integrally and mechanically firmly connected to one another. The capacitor C ^ is essentially formed by the flat end sections 19 and 20 facing one another. The ladder 17 and. 18 can be formed by hollow cylindrical rods, possibly also of different diameters. This construction has the advantage that the flat end portions 19 and 20 act as stops or holding parts for the dielectric material 11, so that the loiter 17 and 13 cannot be axially displaced or rotated about their axis, which may cause any "external forces" act on the ladder bars.

Um nun das Ziel der Erfindung bei Ausbildung einer Kapazität an einem bestimmten, von der Mitte des Zuführungsbereicho einer Dixjolantenne auf jedem Arm eines Antovmonpaararms geradlinig; und gleichabständig entfernt liegen,den Punkt zu erreichen,wobei dor Kondensator elektrisch gesellen in Serionschaltung liegt, werdenTo now the aim of the invention in the formation of a capacity at a certain one from the center of the feed area Dixjol antenna straight on each arm of an antovmon pair arm; and be equidistant to reach the point where dor Capacitor electrical companions in series connection are

109850/123 9109850/123 9

im folgenden nun die vom Erfinder ermittelten Beziehungen näher erläutert, durch die erst die guten Breitbandeigenschaften einer erf indungs ge mäßen Antenne erreicht v/erden.in the following now the relationships determined by the inventor in more detail explained, through which the good broadband properties of an antenna according to the invention are achieved.

Die rechnerische Eingangsadmittanz oder der Eingangsscheinleit.-v/ert Yin bei einer Dipolantenne gemäß den Pig. 1 und 2, gesehen vom Zuführungsabschnitt aus, ergibt sich aus folgender Beziehung :The calculated input admittance or the input admittance v / ert Yin with a dipole antenna according to the Pig. 1 and 2, as seen from the feed section, results from the following relationship :

YinYin

Zb)E.g.)

Darin "bedeutet:In it "means:

Za = Eingangsimpedanz, gesehen vom Punkt O des Zuführungnabschnitts, wenn keine Last anliegt, d.h., wenn der Kondensator C.| kurzgeschlossen ist;Za = input impedance seen from point O of the feed section, when there is no load, i.e. when the capacitor C. | is shorted;

Zb = Impedanz, gesehen von der Lage der beiden Kondensatoren C1, die im gleichen Abstand I^ vom Punkt O des Zuführungsabschnitts angeordnet sind, der bei Kurzschluß des Mittenpunkts O entfernt zu denken ist, während der andere Kondensator beibehalten bleibt;Zb = impedance, seen from the position of the two capacitors C 1 , which are arranged at the same distance I ^ from the point O of the feed section, which is to be thought of as being removed in the event of a short circuit of the center point O, while the other capacitor remains unchanged;

Zm = Kernwiderstand oder gegenseitiger Leerlaufwider-stand bzw. Kopplungswiderstand zwischen dem Punkt O des Zuführungsabschnitts und einem vom Zentrum O um den Abstand I^ abliegenden Punkt, wenn beide Kondensatoren entfernt sind;Zm = core resistance or mutual open circuit resistance or coupling resistance between the point O of the feed section and one of the center O around the Distance I ^ distant point if both capacitors are removed;

CJ = Winkel- oder Kreisfrequenz.CJ = angular or circular frequency.

Zur besseren Darstellung wird die Gleichung (1) , d.g. die erwähnte Eingangsadmittanz Yin ersetzt durch die Eingangsimpedanz Zin:For a better representation, the equation (1), i.e. the mentioned Input admittance Yin replaced by the input impedance Zin:

zin β _ ί (2) zin β _ ί (2)

Jl _ 2Zb Jl _ 2Zb

ZaZa Z2mZ 2 m

109850/1239109850/1239

Za, Zb und Zm in den Gleichungen (1) bzw. (2) sind Funktionen der Größen KIg, Kl^, SL^ und XL. Aus Gründen einer laiapperen Darstellung wird die Herleitung der zugeordneten Punktionsgleichungen hier unterlassen. Κ,ϋρ u.nd -ίΊ. lassen sich aus den unten gegebenen Gleichungen (3) bis (5) gewinnen. Einer Erläuterung bedrüfen die durch den Erfinder eingeführten variablen FaktorenJX und-Qp. "Ώ.-i und -Ω-ο Ξ^η<3- Funktionen des Verhältnisses der Länge des Antennenarms zum Radius, wie die folgenden Gleichungen (4) und (5) erkennen lassen:Za, Zb and Zm in equations (1) and (2) are functions of the quantities KIg, Kl ^, SL ^ and XL. For reasons of a more concise representation, the derivation of the associated puncture equations is omitted here. Κ, ϋρ and and -ίΊ. can be obtained from equations (3) to (5) given below. The variable factors JX and -Qp introduced by the inventor require explanation. "Ώ.-i and -Ω-ο Ξ ^ η <3 - functions of the ratio of the length of the antenna arm to the radius, as can be seen from the following equations (4) and (5):

K = 2£- (3)K = £ 2 - (3)

Ω
1
Ω
1

Darin bedeuten:Therein mean:

A = Wellenlänge
/n = Logarithmus naturalis
A = wavelength
/ n = natural logarithm

Die Paktoren ^ ,W?2 j /\ u.nd J^2 kennzeichnen die Abmessungen der verschiedenen Teile der Antenne gemäß Pig. 2. Zur Untersuchung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Antenne sind alle möglichen Kombinationen der Variablen zulässig. Die Herleitung und Beschreibung aller Kombinationen jedoch v/ürde die Anzahl der sich ergebenden variablen Kombinationen so stark ausdehnen, daß sich Schwierigkeiten bei der Darstellung der wesentlichen Eigenschaften der Antenne schon aufgrund des Umfangs ergeben könnten. Entsprechende Hinweise werden daher nur dort gegeben, wo dies nötig erscheint, um die Versuchsergebnisse, die mit der Erfindung erzielbar sind, entsprechend zu erläutern. Pur die weitere Beschreibung wird die im folgenden durch die Gleichung (6) aufgrund der Versuche und Studien erzielte Annahme getroffen:The factors ^, W? 2 j / \ and J ^ 2 characterize the dimensions of the various parts of the antenna according to Pig. 2. All possible combinations of the variables are permissible to investigate the properties of the antenna according to the invention. The derivation and description of all combinations, however, would expand the number of the resulting variable combinations to such an extent that difficulties in the representation of the essential properties of the antenna could arise due to the size alone. Corresponding references are therefore only given where this appears necessary in order to explain the test results that can be achieved with the invention accordingly. For the purpose of the further description, the assumption made in the following by equation (6) on the basis of the experiments and studies is made:

10 9 8 5 0/123910 9 8 5 0/1239

ρ-,ρ-,

Aus der Gleichung (6) läßt sich entnehmen, daßi"!,. gleich jfl gewählt werden kann. Der Grund dafür ergibt sich aus der Gleichung (5) mit Berücksichtigung.der folgenden Gleichung:From equation (6) it can be seen that i "!,. Equals jfl can be chosen. The reason for this results from equation (5) taking into account the following equation:

Ä_2 /»2 ^2 Ä _2 / »2 ^ 2

Damit ergibt sich aus Gleichung (6):This results from equation (6):

Wird a <C 1 als Proportionalitätskonntante eingeführt, so läßt sich .£^ wie folgt ausdrücken:If a <C 1 is introduced as a constant of proportionality, then £ ^ can be expressed as follows:

(7)(7)

Pur die weitere Beschreibung wird die Proportionalitätskonstante | a zu 0,5 gewählt, so daß sich der Pail ergibt, bei dem der Kondensator C1 jeweils in der Mitte der Antennenarme 4 und 5 angeordnet ist.The constant of proportionality | a is chosen to be 0.5, so that the result is the Pail in which the capacitor C 1 is arranged in the middle of the antenna arms 4 and 5, respectively.

Der Term j ^C1 der Gleichungen (1) und (2) läßt sich wie folgt ausdrücken:The term j ^ C 1 of equations (1) and (2) can be expressed as follows:

Darin ist c die lichtgeschwindigkeit mit 3 χ 10^° cm/sec. Der Erfinder hat also ermittelt, daß sich die EingangsimpedanzHere c is the speed of light with 3 χ 10 ^ ° cm / sec. The inventor has thus determined that the input impedance

1098 50/12391098 50/1239

Zin der Gleichung (2) al π Punktion der Variablen a, K'^-,, XL.,Zin of equation (2) al π puncture of variables a, K '^ - ,, XL.,

Π " C- ά Π " C- ά

und 1 ausdrücken läßt. Die Pig, 0,9 und 10 zeigen Smith'seheand expresses 1. The Pig, 0.9 and 10 show Smith's marriage

Leitungsdiagrauime, in denen die Eingangs-.impedanz Zin in Abhängigkeit der genannten Variablen aufgetragen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß für die dargestellten Smith'sehen Iieitungsdiagramme im Verlauf dieser Beschreibung eine Hormierung auf eine Impedanz von 300 S2. zugrundegelegt wird. Die Fig. 8,9 und 10 geben Zin unter Abwandlung der Verhältnisse dew Wert IiCp mitLine diagrams in which the input impedance Zin is plotted as a function of the named variables. It should be pointed out that, in the course of this description, a normalization to an impedance of 300 S2. is taken as a basis. FIGS. 8, 9 and 10 give Zin with a modification of the ratios of the value IiCp

rr- , a Und S). als Variablen an. Die Erfinder haben, herausgefunden, daß sieh aus diesen Leitungsdiagratnrnen Zin innerhalb eines Bereichs des Stehwellenverhältnisses von weniger als 2,5 dadurch festlegen läßt, daß den Variablen C, , a und -^ 2 ein rr- , a and S). as variables. The inventors have found that from these wiring diagrams, Zin can be set within a range of the standing wave ratio of less than 2.5 by adding a value to the variables C,, a and - ^ 2

geeigneter Wert zugemessen wird. Die experimentellen Ergebnisse bestätigen in befriedigendem Maße die theoretischen "Überlegungen.appropriate value is assigned. The experimental results confirm the theoretical "considerations" to a satisfactory degree.

Pig. 8 gibt den Pail wieder, bei dem die normierte Impedanz auf 3ΟΟ.Γ2 , a zu 0,5 und Sl 2 zu 8,65 festgelegt wurden. Die Kurven für Zin wurden bei Wahl der Variablen __1_ zu 0,0417, 0,0625 undPig. 8 shows the Pail for which the normalized impedance was set at 3ΟΟ.Γ2, a at 0.5 and Sl 2 at 8.65. If the variables __1_ were selected, the curves for Zin were 0.0417, 0.0625 and

0,0834 erhalten. Wie bereits erwähnt, ist ^Xo e:^n besonders wichtiger Paktor bei der Festlegung des V- rhältnisses des Radius des .Antennenarms zu dessen Länge. In Fig. 8 kennzeichnen die Zahlen 2,2 bis 4>0 die Werte für K^9, wobei der Kapazitätswcrt der.0.0834 obtained. As already mentioned, ^ Xo e: ^ n is a particularly important factor in determining the ratio of the radius of the antenna arm to its length. In Fig. 8, the numbers 2.2 to 4> 0 denote the values for K ^ 9 , where the capacitance value is the.

Kondensators C1, der in der Variablen _Ί_ enthalten int, in pPCapacitor C 1 , contained in the variable _Ί_ int, in pP

und C2 in- cm angegeben sind.and C2 in cm are given.

Die gleichen Einheiten sind auch den Darstellungen der Pig. 9 und 10 zugrundegelegt. Die Beziehung der Größe; K A zur Frequenz wird in der folgenden Tabelle wiedergegeben:The same units are also used in the representations of the Pig. 9 and 10 is based. The relationship of size; K A for frequency is given in the following table:

109850/1239109850/1239

BAD OFHGINALBAD OFHGINAL

1.81.8

1.97
2.0
1.97
2.0

2.162.16

2.22.2

2.35
2.4
2.35
2.4

2.62.6

2.82.8

3.03.0

3.23.2

3.223.22

3.43.4

3.543.54

3.63.6

3.83.8

3.85
4.0
3.85
4.0

TabelleTabel

2--20 cm 450 47Ο 478 2 --20 cm 450 47Ο 478

469 526 561 574 621 669 716469 526 561 574 621 669 716

765 77Ο 812 845 859 907 918765 77Ο 812 845 859 907 918

955955

(MlisO(MlisO J&.r&v cm J & .r & v cm ^=22 cm
C.
^ = 22 cm
C.
560560
392392 590590 429429 400400 435435 452452 470470 440440 478478 470470 511511 480480 521521 520520 565565 560560 610610 600600 653653 640640 696696 641641 700 ·700 680680 740740 708708 770770 720720 785785 760760 826826 770770 856856 800800 890890

Der Viert für K ^2 zu 2,16 "bis 3,54 in der obigen Tabelle wird
erhalten, wenn £ 2 zn 22 cm gewählt wird, was einer Frequenzband breite von 470 bis 770 MHz entspricht. Für die Zin-Kurve der
The fourth for K ^ 2 becomes 2.16 "to 3.54 in the table above
obtained if £ 2 zn 22 cm is selected, which corresponds to a frequency band width of 470 to 770 MHz. For the interest rate curve of the

Fig. 0, die 1 = 0,0834 entspricht, läßt sich der Wert für Zt' so festlegen, daß das Stehwellenverhältnis in den in vollem Um-Fig. 0, which corresponds to 1 = 0.0834, the value for Zt 'can be determined in such a way that the standing wave ratio in the

109850/1239109850/1239

fang befriedigenden Bereich von kleiner als 2,5 fällt. In diesem Fall läßt sich ein Viert des Kondensa/boro G1 zu 0,0834 x 22 = 1,8 pF errechnen. Fig. 8 läßt weiterhin erkennen,A satisfactory range falls below 2.5. In this case, a fourth of the condensate G 1 can be calculated as 0.0834 x 22 = 1.8 pF. Fig. 8 also shows

daß bei ansteigenden Vierten für 1 die zugeordnete Kurvo allmählich gegen die angrenzenden äußeren Kurven verschoben wird, was gleichbedeutend ist mit größeren Vierten für das Stehwellenverhältnis. Dieses Anwachsen des Werts von 1 bedeutet einethat with increasing fourth for 1 the assigned curve gradually is shifted against the adjacent outer curves, which is equivalent to larger fourths for the standing wave ratio. This increase in value from 1 means one

T2 T 2

^ entsprechende Abnahme des Werts des Kondensators C1 auf deca An- ^ tennenarm in bezug zu dessen festgelegter Länge^ corresponding decrease in the value of the capacitor C 1 on deca antenna arm in relation to its fixed length

Wie sich aus der soweit gegebenen Beschreibung ersehen läßt, kann das gewünschte Frequenzband innerhalb praktisch zulässiger Grenzen des Wertes des Stehwellenverhältnisses festgelegt v/erden, wenn ein Kondensator kleiner Kapazität an einem festgelegten Punkt auf jedem Arm eines Antennendipols in gleichem Abstand vom Mittelpunkt des Zuführungsbereichs einer Dipolantenne angeordnet wird. Dabei ergibt sich, wie dargelegt, die Mögllichkeit, ein wesentlich breiteres Frequenzband durch eine einfach, aufgebaute Antenne zu empfangen, als das bisher mit herkömmlichen Antennen möglich war. Eine ungeschickte Auswahl des Kapazitätswerts des Kondensators C, jedoch kann dazu führen, daß eine sonst in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaute Antenne nicht die vorteilhaften Eigenschaften des breiten Frequenzbandes aufweist. An einer erfindungsgemäßen Dipolantenne durchgeführte Versuche und Berechnungen haben ergeben, daß sich das angestrebte Ziel nicht erreichen läßt, wenn der Wert K^2> der dem Verhältnis der Frequenz zur Länge des am Antennenarms entspricht, unter einen Viert von 4,1 abgesenkt wird, und wenn der Viert für G1 , der das Verhältnis der Kapazität des KondensatorsAs can be seen from the description given so far, the desired frequency band can be set within practically permissible limits of the value of the standing wave ratio when a capacitor of small capacitance is at a fixed point on each arm of an antenna dipole at the same distance from the center of the feed area of a dipole antenna is arranged. As explained, this results in the possibility of receiving a much wider frequency band through a simple, constructed antenna than was previously possible with conventional antennas. An inept selection of the capacitance value of the capacitor C, however, can lead to an antenna otherwise constructed in accordance with the invention not having the advantageous properties of the broad frequency band. Tests and calculations carried out on a dipole antenna according to the invention have shown that the desired goal cannot be achieved if the value K ^ 2 >, which corresponds to the ratio of the frequency to the length of the antenna arm, is lowered below a fourth of 4.1, and if the fourth for G 1, which is the ratio of the capacitance of the capacitor

7H 7 H.

Cj zur Länge des Antennenarms festlegt, für den praktischen Anwendungsfall nicht im Bereich von 0,025 bis,.-.0,5 pF/cm liegt. Werden die angegebenen Grenzwerte nicht eingehalten, so wirdCj defines the length of the antenna arm, for practical purposes Application case does not lie in the range from 0.025 to 0.5 pF / cm. If the specified limit values are not adhered to,

109850/123 9109850/123 9

der wesentliche Effekt der beträchtlichen Verbreiterung des Einp.fangsfrenüenzbandes nicht erreicht.the essential effect of the considerable widening of the Einp.fangsfrenüenzbandes not achieved.

Die unterBezug auf Fig. 8 gegebene Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem die Proportionalitätskonstante a, die die erforderliche Lage des Kondensators C. festlegt, zuThe description given with reference to Fig. 8 is in relation to the case where the constant of proportionality a, which the required position of the capacitor C. defines, too

a =v-£~ "= 0,5 gewählt wurde. Fig. 9 dagegen zeigt Kurven für die Impedanz Zin unter Formierung auf einen Wert von 300 SL bei Werten von -P2 = 8,65, 1 = O,O625 und der Proportionalitäts-a = v- £ ~ "= 0.5 was chosen. In contrast, FIG. 9 shows curves for the impedance Zin with formation to a value of 300 SL with values of -P 2 = 8.65, 1 = 0.0625 and the Proportionality

"2"2

konstante a zu 0,416, 0,5 u.nd 0,583· Diese Figur läßt erkennen, dciß bei höheren Werten der Proportionalitätskonstante die zugeordnete Kurve allmählich gegen die angrenzenden äußeren Kurven verschoben wird, während bei abnehmenden Werten Zin durch weiter innen liegende Kurven wiedergegeben wird. Daraus ist ersichtlich, daß sich auch bei einem festliegenden Wert fürconstant a to 0.416, 0.5 and and 0.583 This figure shows dciß with higher values of the proportionality constant the assigned Curve is gradually shifted against the adjacent outer curves, while Zin increases with decreasing values curves further inside is reproduced. It can be seen from this that even with a fixed value for

C1 ·· C 1 ··

ψ~ eine geeignete Wahl für die Impedanz Zin durch Änderung der ψ ~ a suitable choice for the impedance Zin by changing the

Proportionalitätskonstante a, d.h. der Lage des Kondensators C. erreichen läßt.Constant of proportionality a, i.e. the position of the capacitor C. can achieve.

Fig. 10 verdeutlicht die Kurve der Impedanz Zin, wenn der nor-Fig. 10 illustrates the curve of the impedance Zin when the normal

C
mierte Impedanzwert auf 30OiL, 1 zu 0,0625, a zu 0,5 bzw.
C.
Impedance value to 30OiL, 1 to 0.0625, a to 0.5 or

Sl2 zu 7,75, 8,65 und 9,2 ^2 festgelegt werden. In diesen Fall wird bei zunehmenden Werten von Sl ρ die Impedanz Zin zunehmend weiter nach außen verschoben. Wird, wie Versuche zeigen,XÜL zu 8,65 gewählt, so ergeben sich für ei-ne Breitbandantenne für den EmpfangsfrequenKbereich von 470 bis 770 MHz befriedigende Werte. Es wurde herausgefunden, daßilp im allgemeinen kleiner als 12 gewählt werden sollte. Ebenso sollte der Term.Q_| in der Gleichung (6') kleiner als 12 festgelegt werden. Sl 2 can be set to 7.75, 8.65 and 9.2 ^ 2. In this case, with increasing values of Sl ρ, the impedance Zin is increasingly shifted further outwards. If, as tests show, XÜL is chosen to be 8.65, then satisfactory values result for a broadband antenna for the reception frequency range from 470 to 770 MHz. It has been found that ipl should generally be chosen to be less than 12. Likewise, the term.Q_ | can be set smaller than 12 in equation (6 ').

Aus dem Obigen ergibt sich, daß sich gemäß der Erfindung eine Dipolantenne für den Empfang sehr breiter Frequenzbänder für einen Wert des Stehwellenverhältnisses unter 2,5 herstellenFrom the above it follows that according to the invention a Create a dipole antenna for the reception of very wide frequency bands for a value of the standing wave ratio below 2.5

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G1 G 1

läßt, wenn die Bedingungen Κ£ο<4,1» 0,025 <-ττ· <0,3 pF/cmleaves if the conditions Κ £ ο <4.1 »0.025 <-ττ · <0.3 pF / cm

^ ^2^ ^ 2

und XL2 < 12 eingehalten werden. Besteht der Strahler 20 bei einer Yagi-Antenne gemäß Pig. 11 aus einer derart aufgetauten Dipolantenne, so lassen sich mit einer solchen Antenne sehr "breite Frequenzbänder empfangen. Die erwähnte Dipolantenne kann dadurch aufgebaut werden, daß eine.Mehrzahl Antennenaroie 21 und 22 parallel zueinander in einer Horizontalebene oder dadurch angeordnet werden, daß die einander gegenüberstehenden Enden der Arme abgebogen werden, wie dies in Fig. 12 durch gestrichelte Verbindungslinien angedeutet ist. Die Abwandlung gemäß ™ Fig. 12 ist einer einzelnen Dipolantenne äquivalent, deren •Dicke beträchtlich erhöht wurde.and XL 2 <12 are complied with. If the radiator 20 is a yagi antenna according to Pig. 11 from a dipole antenna thawed in this way, very wide frequency bands can be received with such an antenna. The mentioned dipole antenna can be constructed in that a plurality of antennas 21 and 22 are arranged parallel to one another in a horizontal plane or in that those facing one another Ends of the arms are bent, as indicated by dashed connecting lines in Fig. 12. The modification according to Fig. 12 is equivalent to a single dipole antenna, the thickness of which has been increased considerably.

Die soweit gegebene Beschreibung der Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen:The description of the invention given so far can be as follows summarize as follows:

A. Das Verhältnis des Kondensators C. zum Abstand £^ vom äußeren Ende des Antennenarms zum Zentrum O des Zuführungsab-A. The ratio of the capacitor C. to the distance £ ^ from the outer end of the antenna arm to the center O of the feed outlet

Schnitts, d.h. die Größe __1_ ist festgelegt durch die Grenze 0,025 bis 0,3 pF/cm. <^2Cut, i.e. the size __1_ is determined by the border 0.025 to 0.3 pF / cm. <^ 2

B. Der Wert SX^ ist gleich dem doppelten Logarithmus naturalis des Verhältnisses des Radius desjenigen Teils des Antennenarms, der sich vom Zentrum 0 des Zuführungsabschnitts des Antennenelements bis zum Kondensator C. erstreckt, zu dessen Gesamtlänge, und der WertJXp ^-s^ gleich dem Logarithmus naturalis des Verhältnisses des Radius desjenigen Teils des Antennenarms, der sich von der Lage des Kondensators bis zum äußeren Ende des Antennenarms erstreckt, zur Gesamtlänge des Antennenelements. Diese beiden Größen werden zu kleiner als 12 gewählt.B. The value SX ^ is equal to twice the natural logarithm of the ratio of the radius of that part of the antenna arm which extends from the center 0 of the feed section of the antenna element to the capacitor C., to its total length, and the value JXp ^ - s ^ is equal to that Logarithm naturalis of the ratio of the radius of that part of the antenna arm which extends from the location of the capacitor to the outer end of the antenna arm to the total length of the antenna element. These two sizes are chosen to be smaller than 12.

C. Das Verhältnis eines Abstandes i^ vom Zentrum O des Zuführungsabschnitts des Antennenelements zum äußeren Ende des Antennenarms zu einem Abstand-^1. vom Zentrum O des Zuführungsabschnittes zur Lage des Kondensators, d.h. ^C. The ratio of a distance i ^ from the center O of the feed section of the antenna element to the outer end of the antenna arm to a distance - ^ 1 . from the center O of the feed section to the location of the capacitor, ie ^

ti ti ==

wird festgelegt zu 0,4 "bis 0,6.is set to 0.4 "to 0.6.

109850/1239109850/1239

212596*212596 *

Erfüllt eine Dipolantenne diese Bedingungen, so lassen sich damit wesentlich breitere Frequenzbänder empfangen, als dies mit herkömmlichen Antennen ähnlichen Aufbaus möglich war, und zwar bei Antennen, die hinsichtlich des Wertes des Stehwellenverhältnisses innerhalb des zu bevorzugenden Bereiches von beispielsweise 2,5 liegen. Die Verringerung des Durchmessers eines Antennenelementes senkt die Materialkosten, so daß es mit der Erfindung möglich ist, eine außerordentlich preisgünstige Breitband-Antenne herzustellen. Die Anwendung der Erfindung auf eine Yagi-Antenne ergibt ausgezeichnete Breitbandeigenschaften. Pig. 13 verdeutlicht die Eigenschaften einer Yagi-Antenne mit acht Elementen; die aus Direktor-, Reflektor- und Strahlerelementen 23,24 und 20 aufgebaut ist, und wobei die Erfindung auf das Strahlerelement 20 Anwendung findet. Das Kurvendiagramm der Pig. 13 gibt den Pail wieder, bei dem der Abstand £ 2 Yom Zentrum 0 des Zuführungsabschnitts des Yagi-Antennenstrahlers gemäß Pig. 11 zum äußeren Ende des Antennenarms 20 cm beträgt. Die Proportionalitätskonstante a beträgt 0,9» die Durchmesser 2 Λ und 2 f^ der verschiedenen Abschnitte des Antennenarms betragen beide 1,27 cm» und die Kapazität Q^ hat einen Wert von 5 pP. Wie Pig. 13 erkennen läßt, lassen sich mit einer derartigen Antenne alle für UHF-Pernsehübertragungen gebräuchlichen Prequenzbander von 470 bis 790 MHz empfangen, wobei das Stehwellenverhältnis innerhalb eines Bereichs liegt, der kleiner als 2,5 ist. Wird daher die Erfindung 4uf eine Yagi-Antenne zum Empfang von Pernsehsignalen angewendet, so läßt sich damit die Bildqualität und die Empfindlichkeit eines Perns ehempfängers verbessern.If a dipole antenna fulfills these conditions, it can receive much broader frequency bands than was possible with conventional antennas with a similar structure, namely with antennas which, with regard to the value of the standing wave ratio, are within the preferred range of, for example, 2.5. The reduction in the diameter of an antenna element lowers the material costs, so that it is possible with the invention to produce an extremely inexpensive broadband antenna. Application of the invention to a yagi antenna gives excellent broadband characteristics. Pig. 13 illustrates the characteristics of a Yagi antenna with eight elements; which is made up of director, reflector and radiator elements 23, 24 and 20, and wherein the invention is applied to the radiator element 20. The curve diagram of the Pig. 13 are the Pail again, in which the distance £ 2 Yom center 0 of the feed section of the Yagi antenna radiator according to Pig. 11 to the outer end of the antenna arm is 20 cm. The constant of proportionality a is 0.9 »the diameters 2 Λ and 2 f ^ of the various sections of the antenna arm are both 1.27 cm» and the capacitance Q ^ has a value of 5 pP. Like Pig. 13, all frequency bands of 470 to 790 MHz customary for UHF television transmissions can be received with such an antenna, the standing wave ratio being within a range that is less than 2.5. Therefore, if the invention is applied to a Yagi antenna for receiving television signals, the image quality and the sensitivity of a former receiver can be improved.

1 098 5 0 / 1 23 9 OfHGiNAL INSPECTED1 098 5 0/1 23 9 OfHGiNAL INSPECTED

Claims (1)

Patentanspruch, eClaim, e Breitband-Antenne, die wenigstens ein;, mit einem Zuführ- * rungsabschnitt versehenes Dipolantennen-Element aufweist, das im wesentlichen aus einem paar geradlinig angeordneter Antennenarme mit darauf ausgebildeten Kondensatoren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer der Kondensatoren (6,7»C.) an einem von der Mitte (O) des Zuführungsbereichs (3) des Antennenelements (Ibis 7) gleichabständigen.Punkt, elektrisch betrachtet, in Serienschaltung, auf jedem der beiden Antennenarme (4,5) angeordnet ist, und daß sieh bei Wahl des Verhältnisses eines Abstandes ^g VGI1 &er Mitte (0) des Zuführungsbereichs zum äußeren Ende des Antennenarms (4 oder 5) zu einem Abstand £λ von der Mitte (O) des Zuführungsabschnitts (3) zur Lage des Kondensators zu 0,4 bis 0,6 und bei Wahl von Rechenwertenjß.. und Sl^, die gleich sind dem doppelten Logarithmus naturalis der Verhältnisses der Radien der verschiedenen Abschnitte des Antennenarms zur Gesamtlänge des Dipolantennen-Elements zu kleiner als 12, der Kapazitätswert des Kondensators (C.) in Pico-Farad ergibt aus der Festlegung des Verhältnisses von Kapazitätswert zum Abstand -ςΡ zu 0,025 bis 0,3. Broadband antenna which has at least one dipole antenna element provided with a feed section, which consists essentially of a pair of antenna arms arranged in a straight line with capacitors formed thereon, characterized in that in each case one of the capacitors (6.7 »C .) at one of the center (O) of the feed area (3) of the antenna element (Ibis 7) equally spaced ratio of a distance ^ g VGI1 & er center (0) of the supply portion to the outer end of the antenna arm (4 or 5) to a distance £ λ from the center (O) of the feed section (3) to the position of the condenser: 0.4 to 0 , 6 and if calculated values jß .. and S1 ^ which are equal to double the natural logarithm of the ratio of the radii of the various sections of the antenna arm to the total length of the dipole antenna element are less than 12 , the capacitance value of the capacitor (C.) in pico-farads results from the definition of the ratio of the capacitance value to the distance -ς Ρ to 0.025 to 0.3. 2; Breitband-Antenne nach. Anspruch 1, d ard.u r c h gekennzeichnet, daß der jeweilige Kondensator (6 oder 7, C^) durch einander in bestimmtem Abstand gegenüberstehende Endabschnitte eines Paars von im wesentlichen den Antennenarm bildenden, hohlen üeiterstäben (8,9), einen koaxial im Zwischenraum der beiden Endabschnitte der einander gegenüberstehenden Iieiterstäbe angeordneten Mittenleiter (10) bestimmter länge, ein inneres Dielektrikum (11), 2; Broadband antenna after. Claim 1, characterized in that the respective capacitor (6 or 7, C ^) is formed by end sections of a pair of hollow guide rods (8, 9) which essentially form the antenna arm, opposite one another at a certain distance, one coaxially in the space between the two end sections of the central conductor (10) of a certain length arranged opposite one another, an inner dielectric (11), 109850/1239109850/1239 das einen durch die Innenwände der einander gegenüberstehenden Endabschnitte, die Außenhülle des Mittenleitersone through the inner walls of the opposite end sections, the outer sheath of the central conductor (10) und den Abstand zwischen den Enden der einander gegenüberstehenden Leiterstäbe umgrenzten Raum ausfüllt, sowie durch ein äußeres Isolationsmaterial (12) gebildet ist, das die äußere Umfangsfläche des Bereichß der einander gegenüberstehenden Endabschnitte einschließlich einer gewissen Bruchsicherheitszone überdeckt (Pig. 3).(10) and fills the space between the ends of the opposing ladder bars, and is formed by an outer insulating material (12), which is the outer peripheral surface of the area of each other opposite end sections including a certain fracture safety zone covered (Pig. 3). Breitband-Antenne nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Kondensator ' durch den Endabschnitt eines ersten hohlen, im wesentlichen den Antennenarm bildenden Leiterstabes (13), den koaxial auf eine bestimmte Länge in den Endabschnitt des ersten Leiterstabes hineinragenden Endabschnitt eines zweiten Leiterstabes (14) geringeren Durchmessers, ein inneres, den ersten höhlen Leiterstab im Bereich des Endabschnitts ausfüllendes Dielektrikum (11), das den Endabschnitt des zweiten Leiterstabs umgibt, und durch ein äußeres Isolationsmaterial (12) gebildet ist, das den Endabschnitt des hohlen Leiterstabes als auch einen an den Endabschnitt des zweiten Leiterstabes (14) angrenzenden Bereich überdeckt, so daß eine mechanisch stabile Verbindung (| besteht (Pig. 4).Broadband antenna of claim!, Characterized in that the respective capacitor 'through the end portion of a first hollow substantially the antenna arm forming the conductor bar (13), the coaxial protrudes to a certain length into the end portion of the first conductor bar end portion of a second conductor bar ( 14) smaller diameter, an inner, the first hollow conductor rod in the area of the end portion filling dielectric (11), which surrounds the end portion of the second conductor rod, and is formed by an outer insulation material (12), the end portion of the hollow conductor rod and a covers the area adjoining the end section of the second conductor bar (14), so that a mechanically stable connection (| exists (Pig. 4). Breitband-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der jeweilige Kondensator durch die einander in bestimmtem Abstand und auf bestimmte Länge überlappenden Endabschnitte eines Paares von plattenförmigen Leitern (15,16), die im wesentlichen den Antennenarm bilden, ein den Zwischenraum zwischen den einander gegenüberstehenden Endabschnitten ausfüllendes DielektrikumBroadband antenna according to claim 1, characterized denoted that the respective capacitor by the each other at a certain distance and on certain Length of overlapping end portions of a pair of plate-shaped Conductors (15, 16), which essentially form the antenna arm, in the space between them opposite end sections filling dielectric (11) und ein äußeres Isolationsmaterial (12) gebildet ist, das den Außenumfang der Endabschnitte über den Bereich(11) and an outer insulation material (12) is formed, which the outer periphery of the end portions over the area 109850/1239109850/1239 des Dielektrikums sowie eine gewisse Bruchsicherhaitszöne überdeckt (Piß. 5).of the dielectric as well as a certain break-proof tone covered (Piß. 5). 5« Breitband-Antenne nach. Ansprach 1, dadurch. g e Ic e ttnz e ichnet, daß der jeweilige Kondensator durch, einander in festgelegtem Abstand gegenüberstehende, abgeplattete und in bezug auf die Antennenachse entgegengesetzt um einen gleichen Winkelbetrag abgewinkelte Endabschnitte (18,19)·eines Paares von hohlen Leiterstäben (17,18), die im wesentlichen den Antennenarm bilden und ψ ein zwischen die einander gegenüberstehenden, abgeplatteten Endabschnitte eingebrachtes und den Außenumfang dieser Endabschnitte einschließlich einer Bruchsicherheitszone umgebenden Dielektrikums (11) gebildet ist.5 «broadband antenna according to. Addressed 1, thereby. It is determined that the respective capacitor is formed by flattened end sections (18, 19) of a pair of hollow conductor rods (17, 18), which are opposite to one another at a fixed distance and are angled opposite to the antenna axis by the same angular amount. which essentially form the antenna arm and ψ a dielectric (11) is formed between the opposite, flattened end sections and surrounding the outer circumference of these end sections including a break-proof zone. 6. Breitband-Antenne nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitband-Antenne als Yagi-Antenne mit einer Anzahl Direktor-Elemente (23), wenigstens einem Reflektor-Element (24) und einem Strahler-Element (20) mit Zuführungsabschnitt aufgebaut ist, und daß das Strahler-Element (20) im wesentlichen aus einem Paar geradlinig angeordneter ^ Antennenarme und jeweils einem Kondensator aufgebaut ist, der an einem oder einer Mehrzahl von Punkten auf jedem Arm entsprechend der Vorschrift im Kennzeichen des Anspruchs 1 ausgebildet ist.6. Broadband antenna according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the broadband antenna as a Yagi antenna with a number Director elements (23), at least one reflector element (24) and a radiator element (20) is constructed with a feed section, and that the radiator element (20) is essentially composed of a pair of linearly arranged antenna arms and a capacitor each, the one at one or a plurality of points on each arm according to the provision in the characterizing part of the claim 1 is formed. 109850/1239109850/1239 Lee rse ι teLee rse ι te
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