DE2153621A1

DE2153621A1 - ANTENNA

Info

Publication number: DE2153621A1
Application number: DE19712153621
Authority: DE
Inventors: Hugo Wuerth
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1971-10-27
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2153621B2; GB1337100A

Description

STANDARD EISKTRIK LORENZ AGSTANDARD EISKTRIK LORENZ AG

H.Würth-1H.Würth-1

Antenneantenna

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne, bestehend aus mehreren endseitig kapazitiv belasteten Einzeldipolen, die zusammen ein einem Kreis eingeschriebenes regelmäßiges Vieleck bilden, und bei der die Speisung der Einzeldipole über jedem Einzeldipol zugeordnete Speiseleitungen von einem im Kreismittelpunkt gelegenen Einspeisungspunkt erfolgt. Solche Antennen sind an sich bekannt und werden in der anglo-amerikanisehen Literatur "AIford-loop" genannt.The invention relates to an antenna consisting of several single dipoles that are capacitively loaded at the end, which together form a regular polygon inscribed in a circle, and which feed the individual dipoles takes place via each individual dipole assigned feed lines from a feed point located in the center of the circle. Such antennas are known per se and are called "Ford loops" in the Anglo-American literature.

Bei dem Einsatz solcher Antennen besteht oft der Wunsch, durch das Antennengebilde metallische Durchführungen hindurchzuführen, ohne daß durch diese das Strahlungsdiagramm der Antenne beeinträchtigt wird. Dieses ist z.B. in der Punknavigation der Fall, wenn ein Drehfunkfeuer'z.B. eine Doppler-VOR-Anlage, dessen Antennensystem aus einer Vielzahl solcher Antennen besteht, mit einer Anlage zur Entfernungsmessung am gleichen Aufstellungsort kombiniert werden soll. Da diese Verfahren der Punknavigation auf ,Phasen- und Amplitudenmessungen basieren, ist es schwierig, systemfremde, elektrisch leitende Gegenstände in der Nähe der zugehörigen Antennenanlagen anzuordnen, ohne daß dadurch eine Diagrammbeeinflussung stattfindet, die zu Meßfehlern führt.When using such antennas, there is often a desire to pass metallic bushings through the antenna structure, without this affecting the radiation pattern of the antenna. This is e.g. in the Point navigation is the case when a rotary radio beacon e.g. one Doppler VOR system, the antenna system of which consists of a large number of such antennas, with a system for distance measurement should be combined at the same site. As this method of point navigation on , Phase and amplitude measurements, it is difficult to locate non-system, electrically conductive objects in the vicinity to arrange the associated antenna systems without influencing the diagram taking place, leading to measurement errors leads.

Dr.Le/AnDr Le / An

26.IO.I97I ./·26.IO.I97I ./·

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H.Würth-1H.Würth-1

Es wurde daher das Drehfunkfeuerantennensystem für die Azimutmessung und die Antenne für die Entfernungsmessung räumlich so weit voneinander abgesetzt, daß die gegenseitige Beeinflussung erträglich und dabei der durch die getrennte Aufstellung sich ergebende unterschiedliche Bezugspunkt für Azimut- und Entfernungsmessung gerade noch tragbar war. Hiermit verbunden war aber auch ein größerer Geländebedarf und lange Kabelzuführungen zu den Antennen.It therefore became the rotating radio beacon antenna system for azimuth measurement and the antenna for distance measurement Spatially separated so far that the mutual influence is bearable and that caused by the separated Setting up the resulting different reference point for azimuth and distance measurement was just about acceptable. However, this also involved a greater need for land and long cable leads to the antennas.

Bei einer verbesserten Version wurde die Antenne für die Entfernungsmessung direkt über der Mittelantenne des Drehfunkfeuers mit Hilfe eines mehrere Wellenlängendurchmesser aufweisenden großen Kunststoffdomes angebracht, der über die Mittelantenne des Drehfunkfeuers gestülpt wurde und oben die Antenne zur Entfernungsmessung trug, und deren Speisekabel an der Außenfläche des Kunststoffdomes so herabgeführt wurde, daß nur eine vernachlässigbare Diagrammbeeinflussung des Drehfunkfeuerantennensystems erfolgte. Solche Kunststoffdorne sind aber teuer und weisen dabei auch ein nicht mehr zu vernachlässigendes Gewicht auf.In an improved version, the antenna for distance measurement was installed directly above the central antenna of the rotary radio beacon with the help of a large plastic dome having several wavelength diameters, which is attached via the central antenna of the rotary radio beacon was turned upside down and carried the antenna for distance measurement on top, and its Feeder cable was led down on the outer surface of the plastic dome in such a way that only a negligible influence on the diagram of the rotating radio beacon antenna system. Such plastic mandrels are expensive and also have a weight that can no longer be neglected.

Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn auf einer solchen Antenne eine Plugwarnbefeuerung angebracht werden soll, für die z.B. der Einsatz eines Kunststoffdomes wirtschaftlich untragbar ist. Keiner der beiden Wege ist dabei gangbar, wenn übereinander zwei oder mehrere solcher Antennen z.B. zur Beeinflussung des Vertikaldiagrammes angebracht werden sollen.The situation is similar if a plug warning light is to be installed on such an antenna, for which e.g. the use of a plastic dome is economical is intolerable. Neither of the two ways is possible if two or more such antennas are stacked on top of each other e.g. should be attached to influence the vertical diagram.

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H.Würth-1 οH.Würth-1 ο

Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, für eine solche Antenne eine Möglichkeit für Durchführungen anzugeben, die die Nachteile und Kosten der bekannten Ausführungen nicht aufweisen. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe für eine solche Antenne dadurch gelöst, daß innerhalb des durch die Einzeldipole gebildeten Vielecks an einem Punkte auf dem vom Mittelpunkt zu der Symmetrielinie zwischen den kapazitiven Belastungen der Dipolhälften aneinandergrenzender Einzeldipole verlaufendem Radius eine metallische Durchführung angeordnet ist.The invention now has the task of specifying a possibility for bushings for such an antenna that do not have the disadvantages and costs of the known designs. According to the invention, the task set for such an antenna is solved in that within the polygon formed by the individual dipoles at a point that from the center point to the line of symmetry between the capacitive loads of the dipole halves adjoining one another A metallic leadthrough is arranged with a single dipole extending radius.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren anhand einer aus zwei Einzeldipolen bestehenden Antenne als Beispiel eingehend beschrieben werden. Es zeigen dabei:The invention is now with the help of the figures based on a antenna consisting of two single dipoles will be described in detail as an example. It shows:

Fig. 1 ein Schaubild einer Antenne mit zwei Einzeldipolen und den erfindungsgemäßen metallischen Durchführungen;1 shows a diagram of an antenna with two single dipoles and the antenna according to the invention metallic bushings;

Fig. 2 eine Aufsicht auf diese Antenne.Fig. 2 is a plan view of this antenna.

In Fig. 1 und 2 sind 1 und 2 die beiden Dipole, die zusammen die Antenne bilden, wobei la und Ib bzw, 2a und 2b jeweils die Dipolhälften dieser Dipole, Ic und Id bzw. 2c und 2d die kapazitiven Belastungen dieser Dipole und Ie und 2e die von einem Einspeisungspunkt 5 ausgehenden, den Dipolen 1 und 2 zugeordneten Speiseleitungen sind.In Fig. 1 and 2, 1 and 2 are the two dipoles which together form the antenna, where la and Ib or, 2a and 2b the dipole halves of these dipoles, Ic and Id or 2c and 2d are the capacitive loads on these dipoles and Ie and 2e are those from a feed point 5, the dipoles 1 and 2 are associated with feed lines.

Den Speiseleitungen Ie und 2e wird die Sendeenergie über ein Speisekabel 4, das in einem Standrohr 3 verläuft, von dem Sender zum Speisepunkte 5 zugeführt. Im dargestellten Beispiel, bei dem die Antenne aus zwei Dipolen 1 und 2 besteht, denen die Speiseenergie jeweils mit einer Phasen-The feed lines Ie and 2e receive the transmission energy a feed cable 4, which runs in a standpipe 3, is fed from the transmitter to the feed point 5. In the illustrated Example in which the antenna consists of two dipoles 1 and 2, each of which is fed with a phase

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H.Würth-1 η H.Würth-1 η

verschiebung von 2 ¹K /2, also von l8o°, zugeführt werden muß, kann das Speisekabel z.B. aus einer abgeschirmten symmetrischen Leitung bestehen, und die benötigte Phasenlage dann, wie gezeichnet, durch Kreuzen der Speiseleitungen erhalben werden. Bei Antennen, die aus mehr Einzeldipolen bestehen, bei denen die Phasenverschiebung der Speiseenergie benachbarter Dipole 2 3Γ /n, worin η die Anzahl der Dipole ist, betragen muß, werden am Speisepunkt zwischen Speisekabel 4 und Speiseleitungen Ie, 2e usw. geeignete Phasentransformationsglieder in an sich bekannter Weise eingeschaltet, wozu meistens noch ein Umsymmetrierglied, um zur Zuleitung ein Koaxialkabel verwenden zu können, und ein Impedanztransformationsglied, um'den resultierenden Antennenstrahlungswiderstand an das Z des Zuleitungskabels anzupassen, kommt. Da diese Maßnahmen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, sind sie nicht dargestellt und werden auch nicht weiter beschrieben.shift of 2 ¹ K / 2, i.e. of 180 °, the feed cable can consist of a shielded symmetrical line, and the required phase position can then be obtained by crossing the feed lines, as shown. For antennas that consist of more individual dipoles, in which the phase shift of the feed energy of neighboring dipoles must be 2 3Γ / n, where η is the number of dipoles, suitable phase transformation elements are in an at the feed point between feed cable 4 and feed lines Ie, 2e, etc. is switched on in a known manner, which usually also includes a balancing element in order to be able to use a coaxial cable for the supply line, and an impedance transformation element in order to adapt the resulting antenna radiation resistance to the Z of the supply cable. Since these measures are not the subject of the present invention, they are not shown and will not be described further.

Zwei DurchfUhrungsrohre 6 durchsetzen nun die Antennenebene. Ihr Durchtrittspunkt liegt dabei auf einer zwischen den kapazitiven Belastungen zweier angrenzender Dipole auf deren Symmetrielinie und dem Einspeisungspunkt 5 verlaufenden, in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten und mit dem Index 8 bezeichneten Linie, die einem Radius des die Antenne umschreibenden Kreises entspricht. Die Lage dieses Durchsetzungspunktes auf dieser Linie wird nun dadurch bestimmt, daß die Durchfuhrungsrohre 6 möglichst weder die kapazitiven Belastungen Ic, 2d bzw. 2c, 2d, noch die Speiseleitungen Ie bzw. 2e beeinflussen sollen. Eine solche Rückwirkung läßt sich aber bei größeren Durchmessern der Durchführungsrohre 6 und bei Antennen für hohe Frequenzen, also solche mit kleinem Durchmesser des umschriebenen Kreises, nicht vermeiden.Two feed-through tubes 6 now penetrate the antenna plane. Your point of entry is on one between the capacitive loads of two adjacent dipoles running on their line of symmetry and the feed point 5, in Fig. 2 drawn in dashed lines and denoted by the index 8, which has a radius of the Antenna circumscribing circle corresponds. The position of this enforcement point on this line is now determined by that the feed-through tubes 6, if possible, neither the capacitive loads Ic, 2d or 2c, 2d, nor the feed lines Ie or 2e should influence. Such a reaction can, however, with larger diameters of the Feed-through tubes 6 and antennas for high frequencies, i.e. those with a small diameter of the circumscribed circle, do not avoid.

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H.Würth-1 c "H.Würth-1 c "

Dann wählt man die Lage des Durchsetzungspunktes so, daß die Rückwirkungen möglichst klein bleiben und gleicht diese dann durch entsprechendes Verringern der Kapazität zwischen den kapazitiven Belastungen und der Kapazität zwischen den Speiseleitungen wieder aus. Durch diese Maßnahmen kann in jedem Falle erreicht werden, daß durch die Durchführungsrohre 6 die Strahlcharakteristik der Antenne nicht verändert wird. Hieraus ist ersichtlich, daß die Anzahl der Durchführungsrohre 6 nicht gleich der Anzahl der für die Antenne verwendeten Dipole sein muß, sondern auch kleiner gehalten sein kann, wenn nur ihr Einfluß auf die kapazitiven Belastungen und die Speiseleitungen in der erwähnten Weise ausgeglichen wird.Then the position of the enforcement point is chosen so that the repercussions remain as small as possible and they are equal then by correspondingly reducing the capacitance between the capacitive loads and the capacitance between the feed lines off again. By these measures it can be achieved in each case that through the ducts 6 the radiation pattern of the antenna is not changed. From this it can be seen that the number of ducts 6 need not be equal to the number of dipoles used for the antenna, but also kept smaller can be, if only their influence on the capacitive loads and the feed lines are balanced in the manner mentioned will.

Die Durchführungsrohre 6 können dabei, wie in der Pig. I dargestellt, mittels einer Schelle J am Strandrohr 3 befestigt sein, das dann den ganzen Aufbau trägt und am Aufstellungspunkt, z.B. dem Erdboden, befestigt ist. Am oberen Ende der Durchführungsrohre 6 kann dann z.B. eine weitere Antenne oder eine Befeuerungseinrichtung angebracht werden, wobei die für diese Einrichtungen benötigten Zuleitungen durch eines oder mehrere der Durchführungsrohre verlaufen. Ebenso können aber die Durchführungsrohre 6 selbst zur Aufstellung der Antenne am Boden oder auf einer Plattform verwendet werden, wobei dann die Zuführung des Speisekabels j5 zum Einspeisungspunkt 5 entlang eines Durchführungsrohres oder innerhalb eines solchen mittels einer an sich bekannten Ausführungstülle erfolgt.The bushing 6 can, as in the Pig. I, be attached to the strand tube 3 by means of a clamp J , which then carries the entire structure and is attached to the installation point, for example the ground. A further antenna or a lighting device can then be attached to the upper end of the duct 6, for example, the feed lines required for these devices running through one or more of the ducts. However, the feed-through tubes 6 themselves can also be used to set up the antenna on the ground or on a platform, the feed cable j5 then being fed to the feed point 5 along a feed-through tube or within a feed-through tube by means of a grommet known per se.

10 Patentansprüche
1 Bl. Zeichnungen10 claims
1 sheet of drawings

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Claims

H.WUrth-£ 1 claims

1. Antenna, consisting of several end capacitively loaded single dipoles, which together form a regular polygon inscribed in a circle, and in which the feeding of the single dipoles via each single dipole associated feed lines takes place from a feed point located in the center, characterized in that within the through the Polygon formed by single dipoles at a point on which a metallic leadthrough is arranged from the center point to the line of symmetry between the capacitive loads of the dipole halves of adjoining single dipoles.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the position of the implementation point on the radius and the dimensions of the implementation are determined so that the reaction of the implementation on the feed point and the capacitive loads on the dipole halves of mutually adjacent single dipoles is as low as possible.

3. Antenna according to claim 1, characterized in that the reaction of the implementation on the capacitive loads on the dipole halves of adjacent individual dipoles is compensated for by reducing the capacitance value of the capacitive loads.

Dr Le / An
10/26/1971

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H.Würth-1 ^

4. Antenna according to claim 1, characterized in that the repercussions of the implementation on the feed lines of the dipoles is compensated for by reducing the capacitance value of these feed lines.

5. Antenna according to claim 1 and claim 2 or 3, characterized in that between the capacitive loads on the dipole halves of each m-th and m + Ith of a total of η individual dipoles and the feed point, a respective implementation is arranged that n / m is a whole Number is.

6. Antenna according to claim 4, characterized in that a metallic bushing is arranged only between the capacitive loads on the dipole halves of two adjoining single dipoles.

J. Antenna according to Claim 4, characterized in that a metallic bushing is arranged between the capacitive loads on the dipole halves of all adjoining individual dipoles.

8. Antenna according to claim 1 and one or more of the subordinate claims 2 ... 6, characterized in that the bushings are used on the bottom side for antenna installation and for feeding the feed lines.

9. An antenna according to claim 1 and one or more of claims 2 ... 6, characterized in that the bottom side of the bushings are attached to a standpipe which is axial to the antenna circular surface and which carries the antenna and through which the feeder cable runs.

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H.Würth-1 __ - «β" -

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10. Antenna according to claim 7 or 8, characterized in that a further antenna and / or lighting is attached to the ends of the bushings remote from the ground, the leads of which run in the bushings.

:-, υ a 818 / α ι s i : -, υ a 818 / α ι s i