DE2156751C3

DE2156751C3 - Einrichtung zum erdsymmetrischen Speisen einer ebenen logarithmischperiodischen Dipol-Antenne

Info

Publication number: DE2156751C3
Application number: DE19712156751
Authority: DE
Inventors: Manfred 8000 Muenchen Schiller
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1971-11-16
Filing date: 1971-11-16
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2156751B2; DE2156751A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum erdsymmetrischen Speisen einer ebenen logarithmisch-periodischen Dipol-Antenne laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es ist eine Speiseeinrichtung dieser Art bekannt (DP 18 09 068), bei der die beiden Leiter der erdsymmetrischen Strahlerleitung durch die Außenleiter zweier Koaxialkabel gebildet sind, die an der dem längsten Strahler zugewandten Anschlußstelle galvanisch miteinander verbunden sind. Die zugehörigen 'nnenleiter sind mit einer symmetrischen Speiseleitung verbunden und jeder Innenleiter ist an der dem kürzesten Strahler zugewandten Speisestelle jeweils mit dem Außenleiter des anderen Koaxialkabels verbunden.

Diese bekannte Speiseeinrichtung wirkt wie ein Transformator im Verhältnis 1:4, d. h. bei einem Wellenwiderstand Zder Koaxialkabel ist der symmetrische Eingangswiderstand an der Anschlußstelle für die erdsymmetrische Speiseleitung am breiten Ende der Antennenstruktur 2 Z und an der Speisestelle an der Antennenspitze wird der Antennenstruktur ein Widerstand von Z/2 angeboten. Werden hierfür übliche Koaxialkabel mit Z = 50 Ohm verwendet, so müßte der Eingangswiderstand der Antennenstruktur an der Speisestelle (Antennenspitze) 25 Ohm betragen, was in der Praxis jedoch im allgemeinen nicht realisierbar ist. Die Eingangswiderstände solcher logarilhmisch-periodischen Antennen liegen je nach Dimensionierung meist zwischen 50 und 100 Ohm. Bei dem bekannten Speisesystem würden also mit üblichen Koaxialkabeln solcher logarithmisch-periodische Antennen eine relativ große Feldanpassung besitzen.

Eine Speiseeinrichtung dieser Art ist an sich gut geeignet für eine zirkularpolarisierte logarithmisch-periodische Antenne, die aus zwei kreuzweise ineinandergeschalteten ebenen Einzelantennen besteht und deren Drehsinn durch wahlweises gleichphasiges bzw. gegenphasiges Speisen dieser ebenen Einzelantennen mittels eines am breiten Antennenende angeordneten und dort nicht weiter störenden Umschalters umschaltbar ist (DP 18 09 068). Wegen des doppelten Eingangswiderstandswertes der beiden ebenen Einzelantennen kann bei Verwendung von üblichen 50 Ohm-Koaxialkabeln aber kein üblicher 50 Ohm-Koaxialschalter verwendet werden, sondern es muß ein entsprechend angepaßter Speziai-Koaxialschalter eingesetzt werden, wodurch der an sich einfache Aufbau solcher zirkularpolarisierter logarithmisch-periodischer Antennen wieder relativ teuer wird.

Es ist auch bekannt, daß !mpedanztransformatoren zum Übergang von symmetrischen Leitungen auf unsymmetrische Leitungen aus zwei Koaxialleitungsstücke aufgebaut werden können, die entweder in Serie oder parallel geschaltet sind (Jasik, Antenna Engineering Handbook, 1961, S. 31-23 und 31-24). Bei dem Paralieityp eines solchen bekannten Impedanztransformators sind ähnlich wie bei der bekannten Speiseeinrichtung nach der eingangs erwähnten Art (DE-AS 18 09 068) an der Anschlußstelle für die unsymmetrische Leitung die Innenleiiung der beiden Koaxialleitungen jeweils mit den Außenleitern des anderen Koaxialbabels verbunden und eine solche Transformationsschaltung

²^ besitzt ein Transformationsverhältnis von 1:4. Es ist aus der gleichen Druckschrift ferner bekannt, daß ein aus in Serie geschalteten Koaxialleitungen aufgebauter Transfo.-mator dieser Art ein anderes Transformationsverhältnis besetzt.

^(l) Zum Speisen eines einzelnen Dipols aus einer Koaxialleitung ist es ferner bekannt, eine Transformationsanordnung zwischen Dipol und koaxialer Speiseleitung zwischenzuschalten, und zwar in Form von zwei parallelgeschalteten Koaxialkabelstücken, deren

*^Γ> Außenleiter am Speiseende galvanisch miteinander verbunden sind, deren Innenlciter an dieser Speisestelle mit der eigentlichen Symmetrierschleife verbunden sind, bei welcher die Dipole an dem von dieser Spcisestelle abgewandten Ende mit den Außenleilem der Koaxialleitungsstiicke galvanisch verbunden sind und bei welcher an dieser Anschlußstelle der Dipole auch die Innenleiter unmittelbar miteinander galvanisch in Verbindung stehen (US-PS 24 17 290). Damit wird sowohl Anpassung am Anschlußende des Dipols als auch Anpassung am Anschlußende für die Koaxiallei tung erreicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung /um erdsymmetrischen Speisen einer ebenen logarithmischpcriodischen Dipolantenne der eingangs erwähnten Art

^r>o so weiterzubilden und zu verbessern, daß auch an der Spitze der Antennenstruktur die in der Praxis bezüglich der Widerstandsanpassung wünschenwerten Eingangswiderstandswerte der Speiseeinrichtung erreicht werden.

Yi Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Hauptanspruches gelöst. Eine voi teilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

w) Bei der erfindungsgemäßen Speiseeinrichtung fließen die Speiseströme von der symmetrischen Speiseleitung längs der Innenleiter der Koaxialkabel, die mit der Innenhaut ihrer Außenleiter verkoppelt sind, bis zur Antennenspitze und von dort über die Außenhaut der

μ Außenleiter zu den daran galvanisch angeschlossenen Strahlern. Die beiden Koaxialkabel sind also zu einer Schleife geschlossen und nur tier Außenleiter ist zur Vermeidung eines Kurzschlusses an der Antennenspitze

aufgetrennt Ein erfindungsgemäßen Speisesystem wirkt wie ein Transformator im Verhältnis 1 :1, d. h. der symmetrische Eingangswiderstand an der Anschlußstelle am breiten Ende der Antennenstruktur und der zur Widerstandsanpassung an das eigentliche Speisesystem der Antennenstruktur erforderliche Antennen-Eingangswiderstand betragen jeweils 2 Z, bei Verwendung üblicher 50 Ohm-Koaxialkabel also 100 Ohm. Wenn der Eingangswiderstand an der Anschlußstelle Z betrafen soll, wie dies in machen Fällen wünschenswert ist, brauchen nur jeweils zwei Koaxialkabel für jeden Leiter der erdsymmetrischen Speiseleitung der Antennenstruktur parallel geschaltet zu werden, indem ihre Außenleiter miteinander galvanisch verbunden und an der Speisestelle jeweils die Außenleiter aufgetrennt werden, so daß nur noch die Innenleiter als Leiterbrükken verbleiben. An der Anschlußstelle ergibt sich dann bei Verwendung von jeweils zwei 50 Ohm-Koaxialkabeln ein Eingangswiderstand von ebenfalls 50 Ohm, so daß hier übliche preiswerte 50 Ohm-Bauelemente wie m Koaxialschalter od. dgl. angeschlossen werden können.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine ebene logarithmisch-periodische Dipol-Antenne mit einem erfindungsgemäßen Speisesystem, die als Sende- oder Empfangs-Antenne benutzbar ist. Die erdsymmetrische Strahlerleitung für die Antennenstruktur wird durch die Außenhaut der Außenleiter 3 und 4 zweier Koaxialkabel J< > 1 und 2 gebildet die parallel nebeneinander in einem für den gewünschten Eingangswiderstand der Antennenstruktur erforderlichen gegenseitigen Abstand angeordnet sind. An diese Außenleiter 3 und 4 der beiden Koaxialkabel sind in bekannter Weise die nach dem )^r> logarithmisch-periodischen Prinzip in der Länge abgestuften Strahler 5 galvanisch befestigt. Der gegenseitige Abstand der Strahler, bezogen auf die Antennenspitze, ist ebenfalls in bekannter Weise nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abgestuft. Bei solchen w logarithmisch-periodischen Antennen ist aus mechanischen Gründen oder zur Erzielung eines bestimmten Wellenwiderstandes längs der Antennenstruktur die Ausbildung des symmetrischen Strahlerleitungssystems in Form von stabilen Leiterholmen zweckmäßig, die beispielsweise als Profilschienen ausgebildet sind und an denen die einzelnen Strahler galvanisch befestigt sind. Bei solchen Antennen sind die beiden Koaxialkabel 1 und 2 galvanisch auf diesen Holmen befestigt Elektrisch gesehen sind jedoch auch in diesen Fällen die Strahler galvanisch mit den Außenlehern der Koaxialkabel verbunden.

Die Innenleiter der beiden Koaxia'kabel 1 und 2 sind an der Speisestelle der Antennenstruktur in der Nähe der Antennenspitze über die Leiterbrücke 6 unmittelbar galvanisch miteinander verbunden. An der Anschlußstelle der Antennenstruktur am breiteren Antennenende sind die beiden Außenleiter 3 und 4 im Bereich 7 galvanisch miteinander verbunden. Ihre Innenleiter 8 und 9 gehen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar in eine erdsymmetrische Speiseleitung 10 über. Die Koaxialkabel können beliebig lang sein und beispielsweise auch unmittelbar an einen Generator oder Empfänger mit symmetrischem Ausgang angeschlossen sein. Bei Verwendung von 50 Ohm-Koaxialkabeln ergibt sich an der Anschlußstelle 10 ein Wellenwiderstand von 100 Ohm, ohne daß hierzu irgendwelche Übertrager oder dgl. nötig wären.

Ist an dieser Anschlußstelle 10 für die erdsymmetrische Speiseleitung ein geringerer Eingangswiderstand wünschenswert, so können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch zwei oder mehr Koaxialkabel auf jeder Seite parallel geschschaltet werden, wie dies in Fig.2 im Querschnitt schematisch angedeutet ist. Hier stehen die Strahler jeweils mit den Holmen 11 und 12 der Antennenstruktur in Verbindung und längs dieser Holme sind auf jeder Seite zwei Koaxialkabel 3' und 3" bzw. 4' und 4" in galvanischer Verbindung mit diesen Holmen von der Anschlußstelle bis zur Spitze der Antenne geführt. Dort sind die Außenleiter, wie in Fig. 1 gezeigt, aufgetrennt und die Innenleiter stehen unmittelbar galvanisch miteinander in Verbindung, während an der Anschlußstelle jeweils sämtliche Außenleiter der vier Kabel 3', 3", 4' und 4" galvanisch miteinander verbunden sind, ebenso paarweise die Innenleiter der Kabel 3' und 3" sowie 4' und 4", die dann wieder in eine symmetrische Strahlerleitung von z. B. 50 Ohm Eingangswiderstand übergehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum erdsymmetrischen Speisen einer ebenen logarilhmisch-periodischen Dipol-Antenne, deren in der Länge nach dem logarithmischperiodischen Prinzip abgestuften Strahler in eben falls nach dem logarithmisch-periodischen Prinzip abgestuften Abständen jeweils an den Außenleitern zweier zusammen eine erdsymmetrische Strahlerleitung bildenden Koaxialkabel angeschlossen sind, wobei diese Außenleiter an der dem längsten Strahler zugewandten Anschlußstelle galvanisch miteinander und die zugehörigen Innenleiter mit einer erdsymmetrischen Speiseleitung verbunden sind und die Speisung an der dem kürzesten Strahler zugewandten Speisestelle er^folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiter (8, 9) der beiden Koaxialkabel (3, 4) an der Speisestelle galvanisch miteinander verbunden sind (Brücke 6).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter der erdsymmetrischen Strahlerleitung jeweils durch zwei oder mehrere mit ihren Außen- und Innenleitern an der Anschluß- und Spcisestclle galvanisch miteinander verbundene Koaxialkabel (3', 3" bzw. 4', 4") gebilde t ist.