DE2139257B2 - Rundstrahl-Sendeantenne mit von einer Mittenträgeranordnung ausgehenden Strahlerelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundstrahl-Sendeantenne mit von einer Mittenträgeranordtiung ausgehenden Strahlerelementen, bei der jeweils zwei, ein Strahlerpaar bildende Strahlerelemente an zwei eine Doppelleitung bildenden Vertikalstützen angebracht und vier derartige durch Kurzschlußbügel zusammengehaltene Vertikalstützen in einer quadratischen Anordnung als Träger von jeweils zu Vierergruppen iüsammengefaßten Strahlerelementen dienen, und bei der die Speiseleitungen im Innern von jeweils zwei der rohrförmig ausgebildeten Vertikalstützen angeordnet und über Durchbruchstellen zu Anschlüssen nach außen geführt sind und Kurzschlußbügel oberhalb und unterhalb der mit Abstand voneinander angeordneten Vierergruppen angebracht sind und die Einspeisung für zwei Vierergruppen jeweils zwischen diesen vorgenommen wird, wobei jeweils im Bereich der Einspeisungsstellen zwischen den benachbarten Vierergruppen nur ein symmetrisch zu den angrenzenden Vierergruppen angeordneter und von Anfang an fester Kurzschluß vorgesehen ist.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 66 02 439 ist eine Rundstrahl-Sendeantenne bekannt bei der jeweils zwei ein Strahlerpaar bildende Strahlerelemente an zwei Vertikalstützen befestigt sind, in deren Innerem Speiseleitungen verlaufen, welche im Bereich von Anschlußstellen nach außen geführt sind. Die Vertikalstützen bilden dabei der Anregung der Strahlerelemente dienenden Doppelleitungen. Die Strahlerelemente selbst sind in Form von Schmetterlingsstrahlern

ίο ausgebildet und jeweils vier derartige Strahlerelemente sind zu einer Vierergruppe zusammengefaßt, wobei zwei derartige Vierergruppen eine gemeinsame Einspeisungsstelle zugeordnet ist

Die Länge der zur Anregung der Strahlerelemente dienenden, durch die Vertikalstützen gebildeten Doppelleitungen ist zusammen mit der Ausbildung der Strahlerelemente maßgebend für die jeweilige Betriebsfrequenz bzw. den jeweiligen Betriebsfrequenzbereich, für welche diese Antennenanordnung verwendbar ist.

Um eine Abstimmung durchzuführen, ist bei der bekannten Anordnung die Doppelleitung oberhalb und unterhalb einer jeden Vierergruppe durch jeweils einen Kurzscnlußbügel in ihrer elektrischen Wirkung begrenzt und durch die Einstellung dieser beiden, einer jeden Vierergruppe zugeordneten Kurzschlußbügel ist es möglich, die jeweilige Betriebsfrequenz bzw. den jeweiligen Betriebsfrequenzbereich innerhalb eines größeren Gesamt-Frequenzbereichs optimal einzustellen. Die Anordnung dieser Kurzschlußbügel wird bei der aus der dortigen Fig. 1 bekannten Anordnung so vorgenommen, daß die Kurzschlußbügel symmetrisch zu den Strahlerelementen liegen. Bei η Vierergruppen werden somit pro Doppelleitung 2n Kurzschlußbügel benötigt.

In den Fig. 2a, 2b und 3 des genannten Gebrauchsmusters ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei der pro Doppelleitung zwischen den einzelnen Vierergruppen jeweils nur ein Kurzschlußbügel vorgesehen ist. Dieser eine Kurzschlußbügel ist zwar symmetrisch

•to zu den angrenzenden Vierergruppen angeordnet und bei η Vierergruppen werden zusammen mit den beiden außenliegenden Kurzschlußbügel (n + 1) Kurzschlußbügel je Doppelleitung benötigt. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß eine Abstimmung nicht mehr möglich ist, weil alle Kurzschlußbügel feststehend vorgesehen sind. Damit sind für einen größeren Frequenzbereich (z. B. ein Fernsehband) mehrere derartige fest abgestimmte Antennenkonstruktionen mit jeweils unterschiedlicher Dimensionierung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einerseits die Abstimmbarkeit der Antennenanordnung weiterhin zu gewährleisten und so mit einer Bauform einen größeren Frequenzbereich zu erfassen und andererseits die Zahl der für die Abstimmung noch benötigte Kurzschlußbügel so gering wie möglich zu halten. Gemäß der Erfindung, welche sich auf eine Sendeantenne der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die Abstimmung allein mit den beiden auf den den Einspeisungsstellen abgekehrten Seiten der Vierergruppen angeordneten Kurzschlußbügeln erfolgt, die in an sich bekannter Weise räumlich so angeordnet sind, daß durch ihre Lage die gewünschte Abstimmung erreicht ist, daß die Kurzschlußbügel

M bezogen auf die Mitte der zugehörigen Vierergruppe unsymmetrisch derart angeordnet sind, daß die an den den F.inspeisiingsstellen abgekehrten Seiten der Vierergruppen jeweils angeordneten Kurzschlußbügel näher

an den Strahlerelementen liegen als der an den Einspeisungsstellen angeordnete Kurzschluß.

Für jeweils zwei Vierergruppen werden somit pro Doppelleitung statt bisher vier nur noch drei Kurzschlußbügel benötigt, von denen der mittlere unabhängig von der Betriebswellenlänge stets feststehend ausgebildet ist. Nur mit den beiden äußeren Kurzschlußbügeln jeder Doppelleitung einer Vierergruppe erfolgt die Abstimmung auf die Betricbswellenlänge. Bei dem an der Rinspeisungsstelle angeordneten Kurzschluß braucht eine Abstimmung nicht vorgenommen zu werden, weil dieser stets von Haus aus frei in der Mitte zwischen den beiden Vierergruppen angeordnet wird und die Antenne deshalb vor dem Abgleich in diesem Bereich fest montiert werden kann. Dies hat auch den Vorteil, daß bereits während des Transports und der Erstellung der Antennenanlage durch diesen bereits fest angebrachten Kurzschlußbügel die mechanische Festigkeit der Antennenanordnung verbessert ist. Hierfür werden auch keine verschiebebaren Kurzschlußbügel, z. B. mit Federkontakien benötigt, sondern dieser Kurzschluß kann vorteilhaft fest, z. B. durch Schweißen, mit den Vertikalstützen verbunden werden. Dieser Kurzschluß kann auch mehrteilig, z. B. aus mehreren unmittelbar nebeneinanderliegenden Metallplatten oder aus einer besonders starken Metallplatte au gebaut sein, so daß eine weitere Verbesserung der Steifigkeit erreicht werden kann. Die Abstimmung selbst erfolgt lediglich durch die äußeren, d. h. auf der der Einspsisungsstelle abgekehrten Seite der Vierergruppen jo angeordneten Kurzschlußbügel, wobei überraschenderweise die sich für die meisten Betriebsfrequenzen bzw. Betriebsfrequenzbereiche ergebende unsymmetrische Lage der Vierergruppe bezüglich der Kurzschlußbügel keine störenden Einflüsse mit sich bringt, sondern sogar i^r> zu einer Erweiterung des mit dieser Antennenanordnung zu erfassenden Gesamt-Betriebsfrequenzbereiches beiträgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht einer Rundstrahlantenne für die Fernsehbereiche des VHF oder UHF-Bandes und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Antennenanordnung nach Fig. 1 im Querschnitt längs der r> Schnittlinie AA.

Die Rundstrahl-Sendeantenne nach den F i g. 1 und 2 besteht aus vier rohrförmigen Vertikalstützcn 1 bis 4, wobei im Innern der Vertikalstützen 1 und 2 Innenleiter 5 und 6 koaxialer Speiseleitungen verlaufen, deren so Außenleiter durch die Innenwandung dieser rohrförmigen Verlikalstützen gebildet sind. Für die Speiseleitungen sind Anschlußstellen 7 und 8 vorgesehen, an welche der Anschluß koaxialer Speisekabel erfolgt, wie schematisch für den Anschluß 8 durch das Speisekabel 9 ^r>5 dargestellt. In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, in unmiuelbarer Nähe der Anschlußstellen 7 und 8 bei den horizontal verlaufenden Teilen der Speisekabel Sperrtöpfe vorzusehen, was z. B. durch die Sperrtöpfe 10a und 10f> angedeutet ist. Damit ist eine Anregung dieser Teile durch die horizontal polarisierte Strahlung weitgehend vermieden. An der Außenseite der Vertikalstützen sind Strahlcrelemente 11 bis 14 vorgesehen, welche paarweise in einer vertikalen Ebene liegen und flächenhaft etwa in der Art von Schmetterlingsstrahlern b5 ausgestaltet sind. Bei größeren Wellenlängen können vorteilhaft anstelle von flächenhaften Strahlerelementen auch Gitterkonstruktionen mit gegenüber der Wellenlänge sehr kleinen Schlitzbreiten verwendet werden. Zur Anregung der Strahlerelemente sind die im Innern der Vertikalstützen 1 und 2 yeführten Innenleiter 5 unii 6 an Durchtrittsstellen 15 und 16 im Bereich der Mitte der Strahlerelemente 1 bis 14 aus den jeweiligen Vertikalstützen herausgeführt und an die gegenüberliegende Vertikalstütze galvanisch angeschlossen. Da die Innenleiter 5 und 6 sich im Bereich der Mastachse kreuzen würden, ist dort, was aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist, eine Innenleiter brückenartig angehoben, während der andere Innenleiter abgesenkt ist, so daß eine galvanische Trennung in diesem Bereich gewährleistet ist. Die Entkopplung der in diesem Bereich frei geführten Innenleiter ist noch ausreichend hoch, weil die Kreuzung der Innenleiter im Bereich der Kreuzungsstellen rechtwinklig erfolgt.

Durch diese Art der Speisung ergibt sich eine Anregung der Vertikalstützen in der Art einer Doppelleistung, wobei jeweils gegenüberliegende Vertikalstützen ein derartiges angeregtes Leitungssystem bilden und dabei die Strahlerelement·; anregen. Am oberen und unteren Ende einer jeden aus vier Strahlerelementen gebildeten Vierergruppe muß ein Kurzschlußbügel vorgesehen sein, einmal um eine definierte Anregung für jede Vierergruppe herbeizuführen und zum anderen um eine Abstimmung auf eine bestimmte Betriebsfrequenz bzw. einen bestimmten Betriebsfrequenzbereich zu gewährleisten. Bei zwei einer gemeinsamen Einspeisestelle 7, 8 zugeordneten Vierergruppen sind insgesamt drei Kurzschlußbügel vorgesehen, die mit 17,18 und 19 bezeichnet sind, wobei der Kurzschlußbügel in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt ist. Alle Kurzschlußbügel sind zweckmäßig etwa gleich ausgebildet. Die Kurzschlußbügel 17 bis 19 sind vorteilhaft flächenhaft gestaltet und füllen praktisch den gesamten, von den Vertikalslützen 1 bis 4 umschlossenen Raum aus. Der Kurzschlußbügel 19 ist von Haus aus>. d. h. bereits bei der Erstellung der Antennenanordnung. fest angebracht und zwar in der Mitte zwischen der oberen und der unteren Vierergruppe, also im Bereich der Einspeisungsstellen 7,8. Da mit diesem KuiYsehliißbügel somit eine Abstimmung nicht möglich ist. \\u\\ diese allein mit den äußeren Kurzschlußbügeln 17 und 18 vorgenommen, welche zunächst längs vorschiehKir sind und erst nach erfolgler genauer Abstimmung mechanisch festgelegt werden. /.. B. durch Schweißen oder durch Arretieren mittels Klemmschrauben. I ur den Abstimmvorgang sind somit nur zwei st.itt bisher vier Kurzschlußbügel /.u verschieben b/w. entsprechend einzustellen.

Die Kurzschlußbügel liegen zweckmäßig für ilen erfaßbaren Gesamtfrequenzbereich, d. h. für alle Ah Stimmstellungen, unsymmetrisch zur Mitte der /«gehörigen Vierergruppe. In den meisten Fallen ist es vorteilhaft, wenn der an der Einspeisungssielle abgekehrten Seite der Vierergruppe jeweils angeordnete Kurzschlußbügel näher an den Strahlerclementen liegt als der im Bereich der Einspeisungsstellen angeordnete Kurzschlußbügel.

Oberhalb und/oder unterhalb der beiden dargestellten Vierergruppen können die Vertikalstützen 1 bis 4 verlängert sein und weitere Strahlerelemente in Form von ebenfalls paarweise zusammengefaßten Vierergruppen tragen. Diese weiteren Antennen liegen spiegelbildlich zu den Linien S1 und S 2, d. h. sie können als durch Umklappen der dargestellten Antennen um Si und 52 entstanden gedacht werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 oben ur.d unten

jeweils noch ein Teil von Strahlerelementen weiterer Vierergruppen dargestellt, welche mit 11a, 12a. 14a bzw. Hb, 12i»und i4bbezeichnet sind. Diesen Vierergruppen sind Kurzschlußbügel in der im Zusammenhang mit dem mittleren Paar von Vierergruppen beschriebenen Weise zugeordnet, welche mit 176bzw. 18a bezeichnet sind.

Die dargestellte Antennenanordnung ergibt eine Unrundheit des Strahlendigramms von S 2 db bei einem Reflexionsfaktor S 2%. Die Belastbarkeit einer Vierergruppe liegt bei etwa 2 kW.

Mehrere Paare von Vierergruppen können zweckmäßig zu Baueinheiten zusammengefaßt werden. Auch kann es günstig sein, jeweils ein oder mehrere Paare von Vierergruppen in einem Isolierstoffhohlzylinder anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rundstrahl-Sendeantenne mit von einer Mittenträgeranordnung ausgehenden Strahlerclementen, bei der jeweils zwei, ein Strahlerpaar bildende Strahlerelemente an zwei eine Doppelleitung bildenden Vertikalstützen angebracht und vier derartige durch Kurzschlußbügel zusammengehaltene Vertikalstützen in einer quadratischen Anordnung als Träger von jeweils zu Vierergruppen zusammengefaßten Strahlerelementen dienen, und bei der die Speiseleitungen im Innern von jeweils zwei der rohrförmig ausgebildeten Vertikalstützen angeordnet und über Durchbruchstellen zu Anschlüssen nach außen geführt sind und Kurzschlußbügel oberhalb und unterhalb der mit Abstand voneinander angeordneten Vierergruppen angebracht sind und die Einspeisung für zwei Vierergruppen jeweils zwischen diesen vorgenommen wird, wobei jeweils im Bereich der Einspeisungsstellen (7, 8) zwischen den benachbarten Vierergruppen nur ein symmetrisch zu den angrenzenden Vierergruppen angeordneter und von Anfang an fester Kurzschluß (19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung allein mit den beiden auf den den Einspeisungsstellen abgekehrten Seiten der Vierergruppen angeordneten Kurzschlußbügel (17, 18) erfolgt, die in an sich bekannter Weise räumlich so angeordnet sind, daß durch ihre Lage die gewünschte Abstimmung erreicht ist, daß die Kurzschlußbügel (17, 18, 19) bezogen auf die Mitte der zugehörigen Vierergruppe unsymmetrisch derart angeordnet sind, daß die an den den Einspeisungsstellen (7, 8) abgekehrten Seiten der Vierergruppen jeweils angeordneten Kurzschlußbügel (17, 18) näher an den Strahlerelementen (11 bis 14) liegen als der an den Einspeisungsstellen (7, 8) angeordnete Kurzschluß (19).

2. Rundstrahl-Sendeantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbügel (17, 18, 19) flächenhaft ausgebildet sind und praktisch die gesamte von den vier Vertikalstützen (1,2,3,^eingeschlossene Fläche abdecken.