DE2228043C2

DE2228043C2 - Rundempfangsantenne für einen mehrere Fernseh-Frequenzbereiche umfassenden Wellenbereich

Info

Publication number: DE2228043C2
Application number: DE19722228043
Authority: DE
Inventors: Dieter 7136 Oetisheim Strauss
Original assignee: FTE Maximal Fernsehtechnik und Elektromechanik GmbH and Co KG
Current assignee: FTE Maximal Fernsehtechnik und Elektromechanik GmbH and Co KG
Priority date: 1971-06-17
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB1307648A; NL7109465A; DE2228043A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundempfangsantenne für einen mehrere Fernseh-Frequenzbereiche umfassenden Wellenbereich mit **iner Breitbandantenne und einem dieser direkt nachgeschalteten Breitbandverstärker für den Gesamtfrequenzbereich.

Eine Rundempfangsantenne dieser Art ist durch die DE-OS 19 20 004, sowie den Prospekt »Rundempfangs-Breitbandantenne 360° mit eingebautem Breitbandverstärker, Type RBA 2068« der Anmelderin bekannt.

Diese bekannte Rundempfangsantenne für den mehrere Fernseh-Frequenzbereiche umfassenden Ultrakurzwellenbereich hat bereits einen direkt nachgeschalteten Breitbandverstärker für den Gesamtfrequenzbereich. Bei dieser bekannten Rundempfangsantenne ist die Breitbandantenne als Kreuz-Dipo) ausgebildet, dessen vier Halbschleifen auf ein Viertel und dessen zwei Vollschleifen auf die Hälfte der Wellen!änge der Mittenfrequenz des Gesamtfrequenzbereiches abgestimmt sind. Zur richtungsunabhängigen Ankopplung und Selektion der verschiedenen Fernseh-Frequenzbereiche an den Breitband-Kreuz-Dipol sind bereichsindividuelle Kreis-Direktoren vorgesehen. Diese Kreis-Direktoren sind als endlos gewickelte Kreisspulen ausgebildet und in verschiedenen Ebenen parallel und konzentrisch zuein ander angeordnet

Diese bekannte Rundempfangsanlenne hat eine Rundempfangscharakteristik, die durch den Einsatz des Breitband-Kreuz-Dipols vier zwischen den Halbschleifen liegende Totbereiche aufweist. Für diese Totbe- reiche unterbleibt praktisch die Ankopplung und Selektion der einfallenden Wellen, so daß in ungünstigen Fällen die Rundempfangsantenne doch auf die am Einsatzort herrschenden Empfangsverhältnisse ausgerichtet werden muß. Außerdem ist der Aufbau dieser bekann ten Rundempfangsantenne durch die Kreis-Direktoren sehr aufwendig.

Aus der US-PS 34 24 984 ist eine gerichtete Empfangsantenne mit zwei Dipolen bekannt, die auch Verstärker enthält, um eine Richtwirkung in breitem Fre- quenzbereich zu erhalten und um die Empfangsantenne dennoch in kleinen Abmessungen herstellen zu können. Eine Rundempfangscharakteristik läßt sich mit dieser Empfangsantenne jedoch nicht erreichen.

Aus der FR-PS 20 02 886 ist eine Empfangsamerine bekannt, bei der die Antennenelemente in einer horizontalen Ebene strahlenförmig von einem Punkt ausgehend angeordnet sind. Die Antennenelemente tragen Spulen, die hintereinander geschaltet einer Verstärkerschaltung die Antennensignale zuführen. Diese Antenne weist eine Rundempfangscharakteristik auf. die aber zwischen den einzelnen Antennenelementen Tüibereiche aufweist, so daß auf eine Ausrichtung der Empfangsantenne in vielen Fällen doch nicht verzichtet wer- to den kann, wenu man keinen Antennenverlust in Kauf nehmen will.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rundempfangsantenne der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Rundempfangscharakteristik keine Totbereiche aufweist, und über den gesamten 360°-Bereich nahezu identische Empfangseigenschaften aufweist Außerdem soll der mechanisch-konstruktive Aufbau der Rundempfangsantenne vereinfacht werden.

Dies wird erfahrungsgemäß dadurch erreicht, daß die Breitbandantenne aus jeweils auf einen einzelnen Fernseh-Frequenzbereich abgestimmten Ringdipolen aus Rohrmaierial gebildet ist, daß diese Ringdipoie in verschiedenen Ebenen parallel und konzentrisch zueinander angeordnet sind und daß die Ringdipole ic an sich bekannter Weise Ober Symmetrierglieder und auf die zugeordneten Frequenzbereiche abgestimmte Filter mit dem Eigang des Breitbandverstärkers gekoppelt sind.

Die komplizierten, als Rundspulen ausgebildeten Kreis-Direktoren werden durch einfache, aus Rohrmaterial gebogene Ringdipole ersetzt, die elektrisch mit dem gemeinsamen Breitbandverstärker gekoppelt werden.

Der Einsatz von bereichsindividuellen Ringdipolen bringt für alle Femseh-Frequenzbereiche eine Empfangscharakteristik, die über den gesamten 360°-Einfallsbereich ausgeglichen ist Totbereiche gibt es praktisch nicht mehr, so daß ein Ausrichten der Rundempfangsantenne sicher entfallen kann, auch wenn die Empfangsverhältnisse am Einsatzort ungünstig sind und sich laufend verändern, wie z. B. be'm Einsatz der Rundempfangsantenne auf einem Fahrzeug, einem Schiff oder dgl.

Die Ringdipole werden aus Fertigungsgi önden am einfachsten aus Kupferrohr gebogen.

Die Größe der neuen Antenne kann dadurch klein gehalten werden, daß die Ringdipole auf die geometrische Mittenfrequenzen der Frequenzbereiche abgestimmt und in ihren Durchmessern der Hälfte oder dem Viertel der Wellenlänge der zugeordneten Mitttnfrequenz entsprechen. Die Auslegung der Ringdipole auf ein Viertel der Wellenlänge wird dabei bei Frequenzbereichen mit niedrigen Frequenzen bevorzugt

Die Ankopplung der Ringdipole an den Breitbandverstärker ist dabei so ausgeführt, daß als Symmetries glied für Frequenzbereiche mit niedrigeren Frequenzen je ein Symmetrierübertrager mit einem Widerstände-Übersetzungsverhältnis von 4 :1 verwendet ist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols und die niederohmige Seite mit dem nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind. Als Symmetrierglied für Frequenzbereiche mit höheren Frequenzen ist dagegen eine Umlenkschleife mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis von 4 :1 verwendet, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols und die niederohmige Stitfi mit dem nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind.

Die Filter für Frequenzbereiche mit niedrigeren Frequenzen sind dabei als Bandpässe und die Filter für die Frequenzbereiche für die höheren Freq¹-'^-n?en als Hochpässe ausgebildet

öie zusätzliche Entkopplung der Frequenzbereiche ve Jem üi eitbandverstärker wird nach einer Ausfüh-• ürsr dadurch erreicht, daß die Filterausgänge der verschiedenen Frequenzbereiche mit verschiedenen Stufen des Breitbandverstärkers verbunden und so gegeneinander entkoppelt sind.

Die Ankopplung der Ringdipole an den Breitbandverstärker wird dann gegen Störbesinflussung abgeschirmt, wenn die Ausbildung so vorgenommen wird, daß die Symmetrierglieder und die Filter unmittelbar an den einander benachbarte Enden der Ringdipole angebracht sind und daß die Filterausgänge über Koaxialkabel mit dem Breitbandverstärker gekoppelt sind.

Die Antenne wird besondes klein, wenn die Anordnung so ausgelegt wird, daß die Ringdipole und der Breitbandverstärker in einem halbkugelförmigen Gehäuse untergebracht sind. Der Aufwand an Befestigungsmitteln wird dadurch reduziert >iß der Breitbandverstärker, die Symmetriergiieder, die filter und die Ringdipoie in dem halbkugelförmigen Gehäuse in Kunststoff-Schaumstoff eingebettet und festgelegt sind. Das halbkugelförmige Gehäuse ist dabei durch eine runde Abdeckplatte hermetisch verschlossen, die mittig eine Aufnahme für den Antennenmast trägt Diese Aufnahme ist gleichzeitig als Durchführung für die Antennenableitung ausgebildet

Die Erfindung wird anhand eines in dsn Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 die Draufsicht auf eine Antenne nach der Erfindung,

Fig.2 einen Schnitt durch die Antenne nach Fig. i und

Fig.3 das elektrische Schaltbild der Antenne nach Fig.l.

Die Rundempfangsantenne nach dem Ajsführungsbeispiel wird für die Frequenzbereiche VHF I von 74 bis 104 MHz, VHF III von 174 bis 230 MHz und UHF von 470 ^is 860 MHz eingesetzt

Wie aus den F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind alle Elemente der neuen Antenne in einem Gehäuse hermetisch abgeschlossen. Dieses Gehäuse besteht aus einer halbkugelförmigen Abdeckhaube 22 und einer runden Abdeckplatte 17.

Die Ringdipoie 14,15 und 16 sind aus Kupferrohr gebogen, wobei die Durchmesser auf die Hälfte oder ein Viertel der Wellenlängen der geometrischen Mittenfrequenzen der betreffenden Frequenzbereiche abgestimmt sind. Der Ringdipol 14 für den Frequenzbereich UHF ist auf die Mittenfrequenz von etwa 630 MHz, der Ringdipol 15 für den Frequenzbereich VHF III auf eine Mittenfrequenz von etwa 200 MHz und der Ringdipol 16 für den Frequenzbereich VHF 1 auf eine Mittenfrcquenz von annähernd 70 MHz angepaßt Die Durchmesser der Ringdipoie 14 und 15 sind dabei auf die Hälfte der Wellenlänge der betreffenden Mittenfrequenzen und der Durchmesser des Ringdipols 16 auf ein Viertel der Wellenlange der betreffenden Mittenfrequenz abgestimmt Auf diese Weise ergeben sich Ringdipole in Abmessungen, die auf ei'gen Raum untergebracht werden können. Die Anordnung er^oigt in verschiedenen parallelen Ebenen (F i g. 7) und konzentrisch zueinander (Fig. 1). Diese Ringaipole 14 und 16 werden zunächst an der Innenseite der Abdeckhaube 22 festgelegt, wa.s

ζ. B. über Klebestreifen erfolgen kann. Der Hauptraum im Innenbereich der Ringdipole wird durch einen Block 10 aus Kunststoff-Schaumstoff ausgefüllt, an dem auch die Einheit des Breitbandverstärkers ti festgeklebt werden kann. Der verbleibende Raum wird nach dem Einbringen und Anschließen der Symmetrierglieder und der Filter ausgeschäumt, wie die mit 21 bezeichneten Bereiche andeuten. Durch diese Einbettung der Bauelemente wird neben der Festlegung der Elemente auch das Beibehalten der gewählten Anordnung erreicht. Die Antennenableitung 13 ist durch die Durchführung 23 der Abdeckplatte 17 geführt. Diese Durchführung 23 kann auch stutzenförmig und als Aufnahme für den Antennenmast ausgebildet sein.

Wie der F i g. 1 zu entnehmen ist. wird die Einheit aus Symmetrierglied und Filter für einen bestimmten Frequenzbereich unmittelbar an den einander zugekehrten Enden der Ringdipole angeschlossen, wie die Bezugszeichen 18, 19 und 29 andeuten. Die Ausgänge dieser Einheiten 18 bis 20 sind über Koaxiaiieitungen il mit m dem Breitbandverstärker 11 eingangsseitig verbunden.

Wie dem Schaltbild nach Fi g. 3 entnommen werden kann, ist das Symmetrierglied für die Frequenzbereiche VHF I und VHF IM als Symmetrierübertrager SUe mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis von 4:1 ausgebildet, dessen hochohmige Eingangsseite direkt an die Enden des zugeordneten Ringdipols 15 bzw. 16 angeschaltet ist. Die niederohmige Ausgangsseite führt jeweils zu einem Bandpaß BP. Diese Bandpässe sind auf die betreffenden Frequenzbereich VHF I bzw. VHF 111 abgestimmt. Die Filterausgänge 7Ί und Γ2 der Einheiten 19 und 20 können über ein Koaxialkabel 12 mit entsprechend niedrigem Wellenwiderstand mit dem Breitbandverstärker 11 verbunden werden. Diese Widerstandsübersetzung unmittelbar am Ringdipol bringt eine Verbesserung in der Abschirmung von Störsignalen. Bei dem Ringdipol 14 für den Frequenzbereich UHF ist das Symmetriergied als Umlenkschleife US ausgebildet, die ebenfalls eine Widerstandsübersetzung von 4 : I bringt. Das Filter ist hier als I lochpaß IIP ausgebildet. Der Ausgang 7Ί der Einheit 18 führt wieder zum Eingang des Breitbandverstärkers 11.

Die Filterausgänge Π der Einheiten 18 und 19 für die Frequenzbereiche UHF und VHFIII führe η auf die erste Verstärkerstufe des Breitbandverstärkers 11, während der Filterausgang ΤΪ der Einheit 20 auf den Steuereingang der zweiten Vcrstärkerstufe des Breitbanclverstär kers 11 geführt ist. Auf diese Weise werden die Filter der verschiedenen Frequenzbereiche ausgangsseitig richtig abgeschlossen und gegeneinander entkoppelt, wobei die geringere Verstärkung im Frequenzbereich VHF I in Kauf genommen wird.

Die Antenne ist nicht auf drei Frequenzbereiche beschränkt. ',.·, ist duüchaüs möglich, vvci'cre Frequerizbereiche über entsprechend bemessene Ringdipole an den Breitbandverstärker anzukoppeln. Die Ankopplung erfolgt dabei über einen Symmetrierübertrager oder eine Umlenkschleife, denen jeweils ein entsprechend dem Frequenzbereich ausgebildetes Filter nachgcschaltet ist.

Da die Antenne keine Richtwirkung hat, erzielt sie auch keinen Antennengewinn. Dies wird jedoch durch den Breitbandverstärker direkt im Bereich der Ringdi pole ausgeglichen, so d<-.o auf der Antennenableitung IJ dennoch ein günstiges Nutz-Stör-Verhältnis erzielt werden kann. Das Frequenzband des Breitbandverstärker:. 11 erstreckt sic'i über den Gtsamtfrequenzbereich aller Frequenzbereiche UHF, VHr III und VHF I.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rundempfangsantenne für einen mehrere Fernseh-Frequenzbereiche umfassenden Wellenbereich mit einer Breitbandantenne und einem dieser direkt nachgeschalteten Breitbandverstärker für den Gesamtfrequenzbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitbandantenne aus jeweils auf einen einzelnen Femseh-Frequenzbereich (UHF, YiIF Π I, VHF I) abgestimmten Ringdipolen (14,15, 16) aus Rohrmaterial gebildet ist,

daß diese Ringdipole (14, 15, 16) in verschiedenen Ebenen parallel und konzentrisch zueinander angeordnet sind und

daß die Ringdipole (14, 15, 16) in an sich bekannter Weise über Symmetrierglieder (SUe, US) und auf die zugeordneten Frequenzbereiche abgestimmte Filter (HP, BP) mit dem Eingang de* Er^thandverstärkers (U) gekoppelt sind

2. Rundcnpfangsantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipole (14, 15, 16) aus Kupferrohr sind.

3. Rundempfangsantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipoie (14,15, 16) auf die geometrischen Mittenfrequenzen der Frequenzbereiche abgestimmt sind und in ihren Durchmessern der Hälfte oder dem Viertel der Wellenlänge der zugeordneten Mittenfrequenz entsprechen.

4. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Symmetrierglied für Frequenzbereiche (VHF I und VHF JII) mit niedrigere*! Frequenzen je ein Symmetrierübertrager ,'SUe) mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis ν η 4:1 verwendet ist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols (15, 16) und die niederohmige Seite mit dem nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind.

5. Rundempfangsantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß als Symmetrierglied für Frequenzbereiche (UHF) mit höheren Frequenzen eine Umlenkschleife (US) verwendet ist, die eine Widerstandsübersetzung von 4 :1 aufweist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols (14) und die niederohmige Seite mit dem nachgeschaleten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind.

6. Rundempfangsantenne nach Anspruch 4, ondurch gekennzeichnet, daß die Filter für Frequenz bereiche (VHF I und VHF III) mit niedrigeren Fre quenzen als Bandpaß (BP) ausgebildet sind.

7. Rundempfangsantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter für Frequenzbereiche (UHF) mit höheren Frequenzen als Hochpaß (HP) ausgebildet sind.

8. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterausgänge (TX, T2)der verschiedenen Frequenzbereiche mit verschiedenen Stufen des Breitbandverstärkers (11) verbunden und so gegeneinander entkoppelt sind.

9. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrierglieder (SUe, US) und die Filter (BP, HP) unmittelbar an den einander benachbarten

Enden der Ringdipol (14,15,16) angebracht sind und daß die Filterausgänge über Koaxialkabel (12) mit dem Breitbandverstärker (11) gekoppelt sind.

10. Rundempfangantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipoie (14, 15, 16) und der Breitbandverstärker (11) in einem halbkugelförmigen Gehäuse (22) untergebracht sind.

11. Rundempfangsantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitbandv. rstärker (11), die Symmctrierglieder (SUe, US), die Filter (BP, HP) und die Ringdipole (14, 15, 16) in dem halbkugelförmigen Gehäuse (22) in Kunststoff-Schaumstoff (21) eingebettet und festgelegt sind.

IZ Rundempfangsantenne nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das halbkugelförmige Gehäuse (22) durch eine runde Abdeckplatte (17) hermetisch verschlossen ist, die mittig eine Aufnahme für einen Antennenmast trägt, weiche gleichzeitig als Durchführung (23) für die Antennenableitung (13) ausgebildet ist