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Antenne Die Erfindung betrifft eine Antenne mit einem Rahmen von
gegebener Form. Die Antenne ist insbesondere für den UHF-VHF-Empfang gedacht.
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Derzeit gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Antennenkonstruktionen,
die sämtlich für den Gebrauch im Inneren von Räumen oder dergl. geeignet sind. Solche
Innen- oder Zimmerantennen haben eine relativ beschränkte Empfangscharakteristik
für Frequenzen sowohl im UHE2- als auch im VHF-Bereich, weil die Antennenelemente
verhältnismäßig kompakt ausgebildet sein müssen, damit die Antenne nicht zu groß
wird, so daß sie in dem betreffenden Raum störend wirkt.
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Da man mit Innenantennen die gesamten VIIF- und/oder UHF-Bänder empfangen
können muß, sind solche Antennen üblicherweise verstellbar. Beispielsweise sind
typische VHF-Antennen mit einem Dipolsystem ausgerüstet, bei dem der Benutzer die
Dipole, die teleskopisch ausziehbar ausgebildet sind, in ihrer Länge vergrößern
und in ihrem Winkel verstellen kann, um auf die verschiedenen Kanäle einzustellen
und die optimale Empfangssignalstärke zu erzielen Bekanntlich wird, wenn der Benutzer
die Dipole einstellt, durch seine Körperkapazität und die sich daraus ergebende
Belastung durch seinen Körper beim EIantieren mit diesen Dipolelementen die effektive
Änsprechung oder Frequenzcharakteristik der Antenne verändert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenantenne für den
VHF- und UHF-Empfang zu schaffen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik
vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Antenne mit einem Rahmen von gegebener
Form erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rahmen ein in einer Ebene
quer zur Ebene des Rahmens liegender Ring gekoppelt ist, auf dem mindestens ein
Bündelungselement angeordnet ist, das sich längs eines Teils der Oberfläche des
Rings erstreckt, derart, daß die Richtwirkung der Antenne erhöht wird.
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Bei einer UHF-VHF-Antenne dieser Art sind der Rahmen und der Ring
mit zwei ausziehbaren Dipolen kombiniert. Die Dipole und der Rahmen werden durch
Betätigung eines einzigen Bedienungsknopfes mittels einer Seilrollen- oder Zahnradanordnung
gegensinnig gedreht. Der Benutzer kann daher eine volle Antenneneinstellung vornehmen,
ohne die Antennenelemente mit der Hand zu berühren.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen im einzelnen
erläutert. Es zeigen: Figur 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen UHF-VHF-Innenantenne;
Figur 2 eine Draufsicht der Antenne nach Figur 1; Figur 3 eine Draufsicht einer
anderen Ausführungsform der Antenne; Figur 4 eine Vorderansicht eines Teils einer
UHF-Antenne gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Figur 5 die Draufsicht
einer drehbaren Halterung für die erfindungsgemäße Antenne; Figur 6 eine Seitenschnittansicht
des Seilrollenmechanismus für die Drehung einer solchen Antenne; Figur 7 eine schematische
Darstellung einer Zugseil- und Seilrollenanordnung zur Veranschaulichung des Drehungsvorgangs;
Figur
8 eine perspektivische Darstellung einer Antenne mit zwei schrägstehenden Ringen;
und Figur 9 eine Seitenansicht der Antenne nach Figur 8.
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Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße UHF-VHF-Antenne. Der VHF-Teil
der Antenne besteht aus-zwei Dipolen 10, die mittels einer teleskopischen Anordnung
in bekannter Weise längenverstellbar sind.
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Der UHF-Teil der Antenne hat einen Rahmen 1t, in dessen Äquatorialebene
ein Direktor/Reflektorring 12 angeordnet ist.
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Der UHF-Rahmen 11 ist auf einem drehbaren Sockel 14 befestigt, während
die VHF-Dipole 10 auf einem dr-ehbaren Sockel 15 befestigt sind. Die Sockel 14 und
15 sind relativ zu einem festen Bodenteil 17 verdrehbar, und ihre Drehung wird mittels
eines Drehknopfes 18 gesteuert.
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Der Direktor/Reflektorring 12 ist zusammen mit dem UHF-Rahmen 11
in beiden Richtungen um volle 3600 verdrehbar. Durch diese Flexibilität ist ein
Empfang sämtlicher Farb- und Schwarzweiß-UHF-Signale mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad
sichergestellt. Die VHF-Dipole 10 sind verchromte, fünfschüssige teleskopische Dipolelemente,
die 180° verdrehbar sind, um eine wirksame Aufnahme von VHF-Signalen sicherzustellen.
Beispielsweise können die VHF-Dipole aufgrund ihrer teleskopischen Ausbildung auf
eine typische Länge von ungefähr 117 cm (46 oll) ausgezogen werden. Die Dipole 10
drehen sich gegensinnig zum UHF-Antennenteil. Dies ergibt eine ver änderliche Kopplung
zwischen VIIF- und UHF-Abschnitten. Beispielsweise kann der Benutzer aufgrund der
besonderen Lage oder Anordnung der Antenne den VHF- und den UHF-Teil gegensinnig
so verdrehen, daß eine Anzahl von verstärkenden Antennenkonstellationen, die für
die jeweilige Umgebung geeignet sind, erhalten werden.
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Mit der Antenne können ebenso auch FM-Signale empfangen werden, die
in der Mitte des VHF-Fernsehbandes liegen. Der FM- und Vl{F-Empfang wird dadurch
noch weiter verbessert, daß jedes der VllF-Dipolelemente 10 mit einer axialen Spule
16 ausgerüstet ist.
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Wie bereits erwähnt, brauchen die VHF- und UHF-Elemente nicht von
hand gedreht zu werden. Vielmehr sind diese Elemente durch den
einzigen
Drehknopf 18 gleichzeitig gegensinnig verdrehbar. Der Antriebsmechanismus und seine
Kopplung mit dem Drehknopf 18 wird später noch erläutert.
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Figur 2 zeigt den UHF-Antennenteil in Draufsicht. Der UIIF-Rahmen
11 ist in seiner äquatorialen Mittelebene vom Direktor/Reflektorring 12 umgeben.
Dieser besteht aus einer Ringscheibe aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, auf
der eine lieflektoranordnung 20 und eine Direktoranordnung 21 angebracht sind. Die
Reflektoranordnung 20 und die Direktoranordnung 21 bestehen typischer weise aus
einem geeigneten Leitermaterial wie Aluminium oder Kupfer.
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Die Reflektoranordniing 20 hat die Form eines Rechtecliwellenmusters,
durch das die effektive Länge des Reflektors vergrößert wird, so daß eine größere
effektive Länge in einem kleineren Flächenbereich untergebracht werden kann. Auf
diese Weise erhält man eine größere Antennenrichtwirkung für das UHF-Bandin einem
verhältnismäßig kleinen Flächenbereich. Die Reflektoranordnung 20 kann statt dessen
auch sinusförmig oder in einer anderen geeigneten Form ausgelegt sein. Die Direktoranordnung
21 ist ein kreisbogenförmig gekrümmter Metallstreifen. Auf der Oberfläche des Direktors
21 befinden sich mehrere Öffnungen oder Fenster 22, die der gesamten Anordnung ein
ansprechenderes Aussehen geben. Die elektrischen Eigenschaften des Direktors sind
natürlich durch einen einzigen durchgehenden bogenförmigen Streifen ohne Öffnungen
gegeben.
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Wie bereits erwähnt, befindet sich der Ring 12 annähernd in der Äquatorial-
oder Mittelachse des Rahmens 11. Die UlIF-Antenne 11 mit den dazugehörigen Konstruktionsteilen
ist wegen des Reflektors 20 und des Direktors 21, die mit dem UllF-Rahmen gekoppelt
sind, eine Antenne mit verhältnismäßig starker Richtstrahlwirkung.
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Bei der normalen Art der Kopplung eines Direktor und eines Reflektors
mit einem UliF-Rahmen oder einer Antenne wäre vor dem Rahmen ein verhältnismäßig
kurzes Elemenäals Direktor und hinter dem Rahmen ein verhältnismäßig langes Element
als Reflektor angeordnet. Dies ergibt jedoch eine verhältnismäßig sperrige Konstruktion,
die
beim Drehen verhältnismäßig viel Raum beansprucht.
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Bei der vorliegenden Konstruktion ist dagegen der Reflektor 20 gekrümmt,
so daß er entsprechend weniger Platz und Raum einnimmt. Ferner ist der Reflektor
zickzackförmig ausgebildet, so daß er verhältnismäßig lang ist und trotzdem verhältnismäßig
wenig Platz oder Raum beansprucht. Da der Reflektor und der Direktor am UHF-Rahmen
11 in dessen Äauatorialebene angebracht sind, wird dadurch ganz erheblich an Platz
und Raum gespart, was bei Zimmer-oder Innenantennen besonders wichtig ist. Wie noch
erläutert wird, werden alle drei Elemente, d.h. der Rahmen 11, der Reflektor 20
und der Direktor 21 gleichzeitig gedreht.
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Bei der hier gezeigten UHF-Antennenkonstruktion wird ein herkömmlicher
Rundrahmen 11 mit einem Durchmesser von ungefähr 17,8cm (7 Zoll) verwendet. Bekanntlich
wird bei der Drehung oder Rotation eines solchen Rund- oder Kreisrahmens ein sphärisches
Volumen überstrichen. Um die Größe möglichst gering zu halten, wäre es wünschenswert,
eine Richtstrahlwirkung innerhalb des sphärischen Rotationsvolumens zu erzeugen.
Wie oben erwähnt, wäre dies mit einem passiven (ungespeisten) Direktor ohne Schwierigkeit
zu erreichen, da für das UHF-Band der Direktor so kurz ist, daß er längs des Äquators
der überstrichenen Sphäre oder Kugel liegt. Dagegen wäre ein auf das untere Ende
eines UHF-Bandes abgestimmter Reflektor zu lang, um längs des Äquators zu liegen.
Es kann daher in der oben beschriebenen Weise der Reflektor 20 effektiv dadurch
verkürzt werden, daß man ihm eine Zickzack- oder Sinusform gibt, und außerdem ist
der Reflektor um die Oberfläche des Ringes gekrümmt, wodurch sich die beanspruchte
Fläche weiter verringert, so daß man eine Konstruktion mit kleinem Überstreichungsvolumen
(kleinvolumiger Rotationsfigur) erhält. Dies ist besonders nützlich in solchen Fällen,
wo die Antenne zusammen mit den VHF-Dipolen 10 eine einzige Antenneneinheit bildet,
da durch diese besondere E"ormgebung der erforderliche Dipolabstand minimalisiert
wird.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist wiederum die kreisförmige
UfIF-Rahmenantenne 11 mit dem Direktor/Reflektorring 12 vorhanden. Jedoch ist in
Figur 3 das um die Oberfläche des Ringes
12 gebogene Reflektorelement
sinusförmig ausgelegt, wodurch wieder um die effektive Länge der Reflektoranordnung
verringert und zugleich eine erhöhte Richtwirkung für die UHF-Antenne erzielt wird.
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Figur 4 zeigt eine UHF-Rahmenantenne 30 mit einem Direktor/ Reflektorring
von der in Figur 2 und 3 gezeigten Art, der auf einer zur Äquatorialachse geneigten
Achse angeordnet ist. Diese besondere Ausbildung ergibt eine erhöhte Selektivität
oder ichtwirkung wie die Ausbildung nach Figur 1, jedoch mit bestimmten ästhetischen
Vorteilen. Man kann stattdessen auch zwei Ringe vorsehen, von denen der eine nach
oben und der andere nach unten in bezug auf die Äquatorialebene geneigt ist. Dabei
trägt jeder dieser Ringe sowohl ein Reflektorelement als auch ein Direktorelement.
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Diese Kombination ergibt bis zu einem gewissen Grade die Wirkung einer
gestockten Antenne für die gesamte Anordnung. Eine entsprechende Ausführungsform
wird später an Hand der Figuren 8 und 9 erläutert.
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In Figur 5 sind die Montage- oder Sockelplatten 14 und 15 gezeigt.
Die schraffierten Bereiche 32 und 33 auf der Sockelplatte 15 bezeichnen die Lage
der VHF-Dipole (wie 10 in Figur 1), während die dunklen Flächenbereiche auf der
Sockelplatte 14die Lage der Enden des UHF-Rahmens bezeichnen. Die Pfeile auf den
beiden drehbaren Sockelplatten 14 und 15 zeigen die gegenseitige Drehrichtung dieser
Sockelplatten an. Wie man sieht, drehen sich die Sockelplatten 14 undl5 gegensinnig
zueinander.
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Figur zeigt im Querschnitt die Sockelplatten 14 und 15 und einen
Mechanismus, der mit einem geeigneten Antrieb für die Drehung der Sockelplatten
gekoppelt werden kann. Auf der Sockelplatte 14 ist der UliF-Rahmen11 (von dem ein
Stück gezeigt ist) befestigt.
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Die Sockelplatte 14 hat eine Mittelöffnung 35. Der Halterungsteil
der Sockelplatte 14 ist ferner mit einem unteren Seilrollenteil 3t gekoppelt, das
an seinem Umfang eine rille 38 für ein Draht- oder sonstiges Zugseil hat.
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Die VHF-Sockelplatte 1F hat runde Form und ist konzentrisch zur Mittelöffnung
35 der UHF-Sockelplatte 14 angeordnet. Außerdem befindet sich an der Unterseite
der VHF-Sockelplatte 15 ein Seilrollenteil
39 mit einer Umfangsrille
40 für ein Zugseil.
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Beide Sockelplatten 14 und 15 sind gegenüber einem festen Oberteil
42 der Antennenanordnung drehbar. Das Oberteil 42 entspricht der Oberseite des Bodenteils
oder Ständers 17 der Antenne nach Figur 1.
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In Figur 7 sind die UHF-Seilrolle 36 und die VHF-Seilrolle 39 gegeneinander
versetzt dargestellt, um die mechanische Wirkungsweise zu verdeutlichen. Das Bauteil
18 entspricht dem Drehknopf 18 in Figur 1, bei dem es sich um einen mit einer Seilzuganordnung
gekoppelten Regelknopf handelt. Das Bauteil 43 ist eine Leitrolle, um die ein die
Drehung der Antennenanordnung bewirkendes Zugseil geführt ist.
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Natürlich können, wie aus Figur 6 ersichtlich, die UEF-Seilrolle
36 und die VHF-Seilrolle 39, die in Figur 17 mit ihren Mittel achsen versetzt dargestellt
sind, in Wirklichkeit konzentrisch zueinander angeordnet sein.
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Das die Drehung bewirkende Zugseil 50 kann entweder aus Draht oder
aus Schnur bestehen. Die genaue Laufrichtung und Führung des Zugseils wird durch
die Pfeile in Figur 7 verdeutlicht.
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Das Zugseil 50 läuft um die zum Drehknopf 18 gehörige Laufrolle,
von dort zur LeitrQlle 43 und um diese zur VHF-Antriebsseil rolle 39. Um diese läuft
das Zugseil 50 über nahezu 3600. Anschließend läuft es um eine feste oder weitere
Leitrolle 51 über annähernd 1800 und von dort um die UHF-Antriebsseilrolle 36 über
ungefähr 180° . Von dort ist das Zugseil zur Seilrolle des Drehknopfes 18 und damit
zum Ausgangspunkt zurückgeführt.
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Bei Drehung des Drehknopfes 18 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht sich,
wie man sieht, die Seilrolle 39 in Uhrzeigerrichtung, während die Seilrolle 36 wegen
der Umlenkung durch die Leitrolle 51 sich in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Der Drehknopf
18 mit dazugehöriger Seilrolle bewirkt daher, daß die VIIF-Seilrolle im Uhrzeigersinn,
dagegen die UHF-Seilrolle 36 im Gegenuhrzeigersinn, d.h.
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in der gleichen Richtung wie der Drehknopf 18 gedreht wird.
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Die Drehung der Antennen durch den Drehknopf 18 hat den Vorteil,
daß die Hände des Benutzers von der Antenne wegbleiben, lfO-durch, wie erwähnt,
die Körperkoppeleffekte erheblich verringert werden. Da die VHF-Dipole eine zweiseitige
Richtwirkung haben, braucht die VIIF-Antennenur über 180° verdrehbar zu sein. Dagegen
hat der UHF-Rahmen keine zweiseitige Richtcharakteristik, so daß er über 3600 verdrehbar
sein muß. Die gewünschte 3600-Rahmendrehung und die 180°-Drehungder VHF-Dipole können
leicht dadurch bewerkstelligt werden, daß man die Drehung des UHF-Rahmens doppelt
so schnell macht wie die der VHF-Dipole. Hierzu braucht man bekanntlich nur die
Antriebsseilrolle für den UHF-Rahmen 11 halb so groß zu machen.
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In Figur 8 und 9 ist ein UHF-Rahmen GO mit zwei ringen 61 tind 62
gezeigt, die gegeneinander sowie in einem Winkel von ungefähr 45° zum Rahmen 60
geneigt angeordnet sind. Auf jedem Ring befinden sich ein Reflektorelement R und
ein Diretorelement D, wobei das Reflektorelement des einen Ringes über dem des anderen
Ringes angeordnet ist. Ebenso sind auch die Direktorelementeübereinander angeordnet.
Diese Ausbildung stellt sicher, daß die Reflektor/Direktoranordnung mit den hauptstromführenden
St' Teilen des Rahmens (0, die hauptsächlich im oberen und im unteren Abschnitt
des Rahmens 60 liegen, gekoppelt ist.
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Aufgrund der zusätzlichen Reflelçtor/Direlçtoreinheit kann man mit
dieser Ausführungsform eine erhöhte Richtwirung und einen erhöhten Antennengewinn
erzielen.