-
Richtantenne Die Erfindung bezieh-t sich auf eine Richtantenne für
sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei der wenigstens ein Dipol vor einer leitenden
Reflektorfläche angeordnet und -;.t einer als Speiseleitung dienenden Doppelleitung
verbunden ist.
-
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 110 699 ist ein Anternnenfeld bekannt,
bei dem mehrere zum Senden und/oder Empfangen vorgesehene Antennen auf einer gemeinsamenv
aus Kunststoff bestehenden Grundplatte angeordnet sind, die mit einer zur Strahlungsreflexion
dienenden Metalls chicht versehen ist. In die Grundplatte, die aus einem bei der
Herstellung des Antennenfeldes formbaren und danach steif werdenden Kunststoff besteht,
sind Befestigungsstücke für die Anternnenkörper, den Symmetriertopf sowie die gesamte
Feldeillheit bei. der Herstelung eingebettet. Ein solches Antennenfeld erfordert
jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Richtantenne der eingangs
genannten Art zu schatten, die bei fertiguiigstechnisch einfachem Aufbau eine hohe
mechanische Fertigkeit aufweist und zudem einen großen Flächenwirkungsgrad hat.
-
Bei einer Richtantenne für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei
der wenigstens eiYi Dipol vor einer leitenden Reflektorfläche angeordnet und mit
einer als Speiseleitung dienenden Doppelleitung verbunden ist wird diese Aufgabe
ge mäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die der Dipolmitte abgewandten Enden
der beiden Dipolhälften in Richtung zur
Reilektorfläche abgebogen
und an dieser befestigt sind, und daß jede der beiden Dipolhä]fvenmit einer Längsschlitzung
zur elektrornagnetischen Verkopplung mit dem Doppelleitungssystem versehen ist,
wobei in vorteilhafter Weise der inbesondere als Flächendipol dreieckiger Form ausgebildete
Dipol samt der abgebogenen Enden aus einem Blechstanzteilbesteht.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Blechstanzteil zugleich einen
der beiden Leiter der Doppelleitung bildet undder andere, vorzugsweise ebenfalls
als Blechstanzteil ausgebildete Leiter im Bereich der Längsschlitzung in einem dem
geforderten WellerX!i.derstand der Doppelleitung entsprechenden Abstand geführt
ist.
-
In weiterer Ausbildung desErfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß
die abgebogenen Enden als Sperrleitungen ausgebildet sind und diese Sperrleitungenetwa
eine viertel Retriebswellenlänge lang und reflektorseitig kurzgeschlossen sind.
-
Um einen größeren Antennengewinn zu erhalten, werden in rorteilhafter
Weise mehrere Einzeldipole zu einem Antennenfeld zusammengefügt.
-
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen,
daß Jeweils eine Hälfte der von der Antennenspeisung wegführenden Dipolleitungvon
Teilen des ebenen Reflektors gebildet wird und die vom Verzweigungspunkt zu jeweils
einem Dipol führenden Leitungen V-förmigzum ebenen Reflektor hingebogen sind und
die eine Hälfte dieser Doppelleitung metallisch mit dem Reflektor verbunden ist,
wodurch sich in vorteilhafter Weise eine Vereinfachung der Dipolgruppen-Antenneergibt.
-
Bei einer anderen vorteilha£tenAusgestaltung mit einer Vereinfachung
des Aufbaus der Dipolgruppen-Antenne ist jeweils eine Hälfte der von der Antennenseisungwegführenden
Doppelleitung
von Teilen des ebenen Reflektors gebildet und die
andere Hälfte verläuft in der Nähe des Reflektors und ist parallel zu den Sperrleitungen
an die Dipole geführt. Alle in Reflektornähe geführten Leitungen können vor oder
hinter dem Reflektor angeordnet sein.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
-
Es zeigen Fig. 1 die schematische Anordnung einer Dipolgruppen-Antenne
aus zwei Dipolvierergruppen vor einem Flächenreflektor, Fig.2u.3 das Konstruktionsprinzipeiner
Dipolgruppen-Antenne aus einer Dipolvierergruppe in einer Draufsicht und einer Seitenansicht,
Fig. 4 eine in Stanztechnik hergestellteBlechplatine der vier Flächendipole einer
Dipolvierergruppe mit den Doppelleitungshälften, Fig. 5 die U-förmig gebogene Platine
der vier Flächendipole einer Dipolvierergruppe in einer Draufsicht und zwei Seitenansichten,
Fig. 6 und 7 eine schematische Anordnung jeweils einer Dipolgruppenahntexme aus
zei Dipolvierergruppen mit zum Reflektor hin zurückverlegten Leitungen und Fig.
8 eine Dipolgruppen--An-tenne, bestehendaus acht Dipolvierergrupp en.
-
In Fig. 1 ist die schematische Anordnung einer Dipolgruppen-Antenne,
bestehend aus zwei Baueinheiten aus jeweils vier Halbwellen-Flächendipolen, die
vor einem Flächenreflektor angeordnet sind, dargestellt. Die vier Halbwellen-Flächendipole
der einen Di-olvierergruppe sind dabei mit 28/29, 30/31, 32/33 und 34/35 bezeichnet,
die der anderen Dipolvierergruppe
mit 36/37, 38/39,40/41 und 42/43.
Die Dipole in der vorbezeichneten Numerierung sind über metallische Stützen in Form
von Sperrleitungen am Reflektor 60 befestigt.
-
Diese Sperrleitungen 61/62, 63/64, 65/66, 67/68, 69/70, 71/72, 73/74
und 75/76 ermöglichen eine metallische Halterung der Dipole ihren Speisepunkten
77/78, 79/80, 81/82, 83/84, 85/86, 87/88, 89/90 und 91/92. Sie sind etwa eine viertel
Betriebswellenlänge lang und reflektorseitig kurzgeschlossen. Somit bilden sie an
den Dipolspeisestellen 77 bis 92 in Richtung auf den Reflektor 60 einen hohen Eingangswiderstand.
Die Speisung der Dipole erfolgt über beispielsweise bandförmige Doppelleitungen
2/3; 12/13, 14/15 bzw, 4/5> 16/17 und 18/19 sowie über- etwa lange geschlitzte
Symmetrierungssysteme, ebenfalls in Form bandförmiger Doppelleitungen.
-
Anhand der schematischen Antennenanordnung nach Fig. 1 wird nun die
Funktionsweise der Dipolgruppen-Antenne erläutert.
-
Alle acht Dipole 28/29, 30/31, 32/33, 34/35, 36/37, 38/39, 40/41 und
42/43 der beiden Dipolvierergruppen 6 und 7 sind je etwa eine halbe Betriebswellenlänge
lang. Sie sind parallelgeschaltet und werden folglich mit elektrischen Strömen gleicher
Phase und Amplitude gespeist. Die Sendeenergie wird über den Innenleiter la und
den Außenleiter Ib einer Koaxialleitung zugeführt. Die beiden Parallelleitungen
2/3 und 4/5 führen die an der Verzweigung 1a/1b halbierte Sendeenergie zu den beiden
Dipolvierergruppen bzw. Antennehälften 6 und 7.
-
An den ersten Verzweigungspunkten 8/9 und 10/11 wird die Energie weiter
aufgeteilt, so daß je ein Viertel über die Leitungen 12/13, 14/15, 16/17 und 18/19
zu den zweiten Verzweigungspunkten 20/21, 22/23, 24/25 und 26/27, die zu je einem
Dipol führen, gelangt. Von hier aus erfolgt die Speisung der acht Halbwellendipole
28/29, 30/31, 32/33, 34/35, 36/37, 38/39, 40/41 und 42/43 mit je einem Achtel der
Gesamtenergie über die Leitungen 44/45, 46/47, 48/49, 50/51, 52/53, 54/55, 56/57
und 58/59.
-
In den Fig. 2 und 3 ist in einer Draufsicht und einer Seitenansicht
ein praktisches Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebenen Dipolgruppen-Antenne
in einem Konstruktionsprinzip dargestellt. Die Dipolgruppen-Antenne besteht aus
zwei Dipolvierergruppen, von denen jede vier Halbwellendipole 28/29, 30/31, 32/35
und 34/35 bzw. 36/37, 38/39, 40/41 und 42143 mit Dipolstützen und Zuleitungen enthält.
-
Eine Dipolvierergruppe bildet jeweils eine Baueinheit aus dreieckförmigen
Flächendipolen, die paarweise gegenüberliegend eine Art Schmetterlings form darstellen
und über metallische Stützen in Form von Sperrleitungen 61/62, 63/64, 65/66, 67/68,
69/70, 71/72, 73/74 und 75/76 am ebenen Reflektor 60 befestigt sind. Die relativ
großen Dipolfiächen bewirken dabei eine große Bandbreite. Die Dipole 28/29.bis:34/35
bzw.
-
36/37 bis 42/43 sind mit ihren Stützen 61/62 bis 67/68 bzw.
-
69/70 bis 75/76 und einer Dipolleitungshälfte 2, 12, 14 bzw.
-
4, 16, 18 aus einem Blech ausgestanzt und U-schienenförmig gebogen
und mit dem abgewinkelten, die Stützen in Form von Sperrleitungen bildenden Teil
auf dem Reflektor angeschraubt.
-
Die zweite Dipolleitungshälfte 3, 13, 15 bzw. 5, 17, 19 ist aus einem
zweiten Blech ausgestanzt. Durch das Abwinkeln der Dipole zum Reflektor 60 hin wird
mittels der am Reflektor kurzgeschlossenen Sperrleitungen 61/62 bis 75/76 eine metallische
Halterung der Dipole 28/29 bis 42/43 am Reflektor 60 und damit eine Blitzsicherheit
der allseits auf Erdpotential liegenden Strahler und Leitungen erreichte Das durch
das Abwinkeln der Dipole gebildete UProfil aus den Dipolhälf ten 28/29 bis 34/35
für die eine Antennenhälfte und 36/37 bis 42/43 für die andere Antennenhälfte ergibt
bei der Befestigung der Dipolanordnung am ebenen Reflektor 60 eine Kastenträgerform
besonders guter mechanischer Festigkeite Diese kastenträgerförmige Dipolgruppenanordnung
ist etwa eine halbe Betriebswellenlänge breit und etwa eine viertel Wellenlänge
hoch. Die Speisung der Dipole erfolgt über die Koaxlalleitung 1a/1b und die symmetrischen
Leitungen 2/3 und 4/5.
-
Ein zusätzlicher koaxialer Sperrtopfs gebildet aus einem um den Außenleiter
ibherum angeordneten und am Flächenreflektor 60 kurzgeschlossenen Metallrohr, vermindert
das Anwandern koaxial geführter Ströme zum Flächenreflektor.
-
Das Antennenfeld gemäß der erfindung ist also durch die bei seinem
Aufbau mögliche Anwendung der Stalztechnikbesonders einfach in der Herstellung und
besitzt durch die sogenann-te Kastenträgerbauart eine gute mechanische Festigkeit.
-
Diese mechanische Festigkeit wird weiter erhöht durch die metallische
Verbindung zwischenDipolen, Leitungen und Reflektor, wodurch andererseits aber noch;:eine
gute Blitzsicherheit und eine ständige Ableitung statischer Ladungen erfolgt.
-
Bei der Ausfuhrungdieser Dipolgruppenanordnung in Stanztechnik lassen
sich, wie vorstehend bereits ausgeführt, die Dipolhälften mit den zugehörigen Speiseleitungen
in beispielsweise zwei Blechstanzteilenanfertigen. Bei Aufteilung der in Fig. 1
gezeigten Antenne in die zweiHälften 6 und 7 ergeben sich zwei Dipolgruppen-Antenneneinheiten,
bei deren Herstellung weitestgehend die gleichen Werkzeuge angewendet werden können.
Jede der Baueinheiten 6 und 7 kanu weiter unterteilt werden in die Dipolhälften
mit jeweils gleicher Speisephase. Das eine Blechteil einer Dipolgruppen-Einheit
enthält dann die Dipolhällten28/30/32/34 sowie die Leitungsteile 44/46/48/50/12/14
und 3, das andere Blechteil die Dipolhälften 29/31/33/35 sowie die Leitungsteile
45/47/ 49/51/13/15 und 2.
-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil für die Herstellung und Montage
sowie für die mechanische Festigkeit der Antennenanordnung ergibt sich durch Zufügen
der Leitungsteile 93/94/ 95/96/97/98/99 und 100 zwischen den Dipolspeisepunkten
und den zweiten, an den Innenleiter lades Koaxialkabels geführten
Verzweigungspunkt
(vgl. hierzu Fige 1 und zugehörigen Beschreibungsteil). Dadurch entstehen in den
Punkten 21/23/25 und 27 kurzgeschlossene 02P lange Doppelleitungen mit hochohmigem
Eingangswiderstand an den Dipolspeisestellen 77 bis 92. In dieser Anordnung lassen
sich alle Dipolhälften einer Dipolgruppen-Einheit 28 bis 35 gemeinsam mit den Leitungsteiw
len 93/45, 94/47, 95/49 und 96/51 sowie 13/15 und 2 aus einem Blech herstellen und
in eine Ebene legen Die restlichen Leitungsteile 44/46/48/50/12/14 und 3 bestehen
aus einem zweiten gemeinsamen Blech und befinden sich in einem, dem Wellenwiderstand
der Leitungen entsprechenden Abstand unter oder über dem erstgenannten Blech mit
den Dipolen.
-
In Fig. 4ist eine ausgestanzte Platine einer Dipolvierergruppe dargestellt.
Diese Platine enthält die Dipole 28/29, 30/31, 32/33 und 34/35, die Stützen in Form
von Sperrleitungen 61/62, 63/64, 65/66 uld 67/68 sowie die eine Hälfte der Doppelleitung
2, 13 und 15. An den mit B/B gekennzeichneten strichpunktierten Linien wird die
Platine zu dem in Fig. 5 in einer Draufsicht und zwei Seitenansichten dargestellten
U-Profil gebogen.
-
Fig. 6 zeigt eine schematische Anordnung Anordnung einer Dipolgruppen-Antenne,
bei der, abweichend von der Anordnung nach Fig. 1, die Leitungen 3/5, das sind die
vom Außenleiter Ib des Koaxialkabels, an den ersten Verzweigungspunkt 9 bzw. 11
geführten Leitungen, fortgelassen sind Ihre Funktionen werden von entsprechenden
Teilen des Flächenreflektors 60 übernommen. Die vom ersten Verzweigungspunkt 8/9
bzw. 10/11 zu den zweiten Verzweigungspunkten 20/21 und 22/23 bzw. 24/25 und 26/27
hinfhrenden Dipolleitungen sind V-förmig zum Reflektor 60 hin gebogen. Die Leitungsteile
122 14, 16 und 18 sind in den Punkten 9 und 11 metallisch mit dem Reflektor 60 verbunden.
Durch diese Verlagerung der Doppelleitungen 2/3 und 4/5 zum Flächenreflektorhinefl0ibt
sich in vorteilhafter
Weise eine Vereinfachung der Dipolgruppen-Antenne
bei ihrer Herstellung in Stanztechnik.
-
Eine weitere Vereinfachung einer Dipolgruppen-Antenne erhält man bei
einer Aus.führungsforms wie sie in Fig. 7 dargestellt is-t. Hierbei verlaufen die
an den Imlenleiter la der Koaxialleistung angeschlossenen Leitungsteile 2/4, 13/15
und 17/19 in der Nähe des Reflektors 60. Die zweite Hälfte der Doppelleitungen,
nämlich die Leitungsteile 3/5, 12/14 und 16/18, entfallen hierbei; ihre Funktionen
werden von entsprechenden Teilen des Flächenreflektors übernommen. Die Weiterführung
der Energie erfolgt hierbei jedoch über die Leitungen 101/102, 103/104, 105/106
und 107/108 an den Doppelleitungen 61/62 bis 75/76 entlang zu den Dipolen 28/29
bis 42/43. Bei den Ausführungen der Dipolgruppen-Anterme nach den Fig. 6 und 7 verkürzt
sich die Koaxialleitung und es entfällt ein Teil der Parallelleitungen.
-
Zur Erreichung eines größeren Antennengewinns lassen sich in vorteilhafter
Weise mehrere Dipolgruppen zusammenschalten.
-
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer solchen Anordnung, bei dem acht der
vorstehend beschriebenen Dipolvierergruppen zu einer Antenne zusammengesetzt sind.
Der Ubersicht1icKieit wegen wurden die Bezugszeichen für die einzelnen Dipölvierergruppen
weggelassen und lediglich die sich aus der Zusammenschaltung ergebenden neuen Teile
mit Bezugszeichen versehen. Von den beiden Anschlußsteckern 109 und 110, von denen
je einer zwischen zwei Dipolvierergruppen angeordnet ist, entsprechend den Koaxialleitungen
1a/Ib der Anordnungen nach den Fig. 1 bis 7, führen Transformationsleitungen 113
und 114 zum Verzweigungspunkt 117 und von hier über die Transformationsleitung 119
zum Koaxialanschlußstecker 121. In gleicher Weise erfolgt parallel hierzu der Anschluß
der Stecker 111 und 112 über die Transformationsleitungen 115 und 116 zum Verzweigungspunkt
118 und über die Transformationsleitung 120 an den Stecker 121.
-
Die Verlegung der Transformationsleitungen und Verzweigungen kann
dabei vor oder hinter dem Flächenreflektor oder bei einem doppelwandigen Reflektor
im Zwischenraum desselben erfolgen. Die genannten Leitungen lassen stich in Koaxial-
oder Streifenleitungstechnik ausführen. Bei Verwendung symmetri scher Anschlüsse
ist auch der Einsatz von Parallelleituneii möglich.
-
11 Patentansprüche 8 Figuren