DE2337997A1

DE2337997A1 - Kurzwellen-vorhangantenne

Info

Publication number: DE2337997A1
Application number: DE19732337997
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Bruger; Manfred Idselis
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2337997C3; DE2337997B2

Description

Kurzweilen-Vorhangantenne

Rundfunk-SendeStationen,die im Kurzwellen-Bereich Sendungen in weit entfernte Gebiete abstrahlen, benötigen scharfbündelnde Antennen mit hohem Gewinn. Für die meisten Versorgungsaufgaben ist eine Strahlungscharakteristik geeignet, die eine azimutale Halbwertsbreite von etwa 30° und einen Erhebungswinkel der Hauptkeule von etwa 10° hat. Antennen mit einer derartigen Strahlungscharakteristik haben einen Gewinn von yi etwa 18 dB bezogen auf den Halbwellen-Dipol (λ/2-Dipol).

Für die Versorgung großer Entfernungen können acht Rundfunkbänder verwendet werden, die im Frequenzbereich zwischen 5,95 und 26,1 MHz liegen. Um mit möglichst wenig Antennen auskommen zu können, ist es wünschenswert, daß die Antennen möglichst breitbandig sind.

Bekannt sind beispielsweise Vorhangantennen aus Ganzwellendipolen mit zwei Spalten zu je vier Ganzwellen-Dipolen. Eine solche Antenne kann in maximal drei Rundfunkbändern

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betrieben werden. Au/iß ordern ist es möglich, die Hauptstrahlungsrichtung zu schwenken, um .Empfangsgebiete in verschiedenen Azimutrichtungen mit einer einzigen Antenne versorgen zu können. Dadurch können mehrere Antennen mit fester Strahlungsrichtung durch eine einzige mit elektrisch schwenkbar 31· Hauptstrahlungsrichtung ersetzt werden. Bei der bekannten Antenne ist der mögliche Winkel, um den die Hauptstrahlungs— richtung geschwenkt werden kann, kleiner als 15°.

Eine andere Vorhangantt-une gleichen Typs aus vier Spalten zu je vier Λ/2-Faltdipolen kann ebenfalls maximal in drei ßundfunkbändern betrieben werden. Der Schwenkbereich der Hauptstrahlungsrichtung ist jedoch größer, -tr beträgt + 30°.

Bekannt sind auch Kurzwellen-Sendestellen mit logarithmischperiodischen Antennen, die breitbandig für den gesamten Frequenzbereich der oben genannten acht Jiurzwellen-Eundfunkbereiche sind. Sie haben aber kleinere Gewinnwerte als Vorhangantennen und Schwenkwinkel, die fl kleiner als 30 ? nämlich nur etwa 20° sind.

Aufgabe der Erfindung ist es , eine Eurzwellen-Vorhangantenne zu schaffen, die breitbandiger ist als die bekannten und die als Bestandteil einer Kurzwellen-Vorhangantenne mit großem Schwenkwinkel dienen kann.

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Diese Aufgabe wird durch die im ersten Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Frequenzbereich der .-, erfindungsgemaßen Antenne erstreckt sich über vier benachbarte Kurzwellen-Rundfunkbänder. Gegenüber den bekannten Vorhangantennen ist der !Frequenzbereich demnach um ein Rundfunkband erweitert* Dieser Vorteil wirkt

anlagenj

sich besonders günstig aus bei Antennen^" deren Frequenzbereich sich auf alle acht Eundfunkbander erstrecken soll. Bei Verwendung der bekannten Vorhangantenne, deren Frequenzbereich sich jeweils über drei Rundfunkbänder erstreckte, waren drei solcher Vorhangantennen für die den Frequenzbereich äJfler acht Rundf unkb ander nötig. Von der erfindungsgemaßen Vorhangantenne werden für diese acht Rundfunkbänder nur noch zwei Antennen benötigt.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Antenne dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spalte von vier Faltdipolen und des Leitungssystems.

Fig. 2 zeigt eine Drehstand-Breitband-Faltdipol-Vorhangantenne für Kurzwellen-Rundfunksender.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Antenne nach Fig. 2 und Fig. 4- eine Aufsicht.

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Die Kurzwellen-Vorhangantenne in Fig. 1 "besteht aus vier horizontalen Faltdipolen, die in Form einer Dipolspalte . senkrecht übereinander im gegenseitigen Abstand von ungefähr einer halben Wellenlänge A bei der mittleren Betrieb sfrequaaz f angeordnet sind. Die mittlere Betriebsfrequenz ist das arithmetische Mittel der beiden Randfrequenzen, die gerade noch in den Betriebsfrequenzbereich der Antenne fallen sollen. Die schematisch dargestellen Leiter 1, 1', 2, 2', 3? 3¹? 4, 4¹ sind in der Praxis bevorzugt als Seilreusen ausgebildet. Die vier eine Spalte bildenden Dipole werden mit einem System erdsymmetrischer Leitungen gespeist, das als Breitbandspeisung ausgeführt ist. Die beiden einander benachbarten Leiter 1 und 1' des obersten Faltdipoles haben für Gegentaktwellen einen Wellenwiderstand von ungefähr 337 Λ. Der Radius des einem Faltdipol für eine Gleichtakterregung äquivalenten Strahlers beträgt ungefähr 1/114 der halben Dipollänge 1.

Mittelbar oder unmittelbar vom Sender kommend führt eine Speiseleitung 11 zu einem Verzweigungspunkt C. Sie hat einen Wellenwiderstand von ungefähr 240 JX . Die vom "Verzweigungspunkt C abzweigenden Leitungen 9 und 10 haben am Verzweigungspunkt C einen Wellenwiderstand von 480 /I . Diese Leitungen 9 und enthalten breitbandige Leitungstransformatoren, die den Wellenwiderstand von 480/L in einen Wellenwiderstand von ungefähr 250-Π. an den Verzweigungspunkten B transformieren. Die von diesen Verzweigungspunkten B jeweils zu den Dipolspeisepunkten A

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τ? ' τ

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führenden Leitungen 5»6,7,β haben einen Wellenwiderstand von ungefähr 600-^- .

Durch die erfindungsgemäße Bemessung der Faltdipole 1, 1¹ bis 4, 4¹ und der Leitungen 5 bis 11 wird erreicht, daß die Speisepunktimpedanzen der üipole so an den Verzweigungspunkt; C transformiert werden, daß die Impedanz an Punkt G in einem Frequenzbereich von etwa 1:2 weitgehend mit dem Wellenwiderstand der Leitung 11 übereinstimmt.'

Die von der Speiseleitung 11 zu den Verzweigungspunkten B zwischen-Jeweils zwei Dipolen führenden Leitungen 9 und sind als Stufen^leitungen mit zwei transformierenden Stufen ausgeführt.

In Fig. P ist eine Anordnung von vier nebeneinander liegenden Dipolspalten I bis IV gezeigt, deren gegenseitiger Abstand Λ. /2 beträgt. Die Antenne ist; auf einem Drehstand angeordnet d.h. zwischen zwei Türmen 12 und 13 aufgehängt, die auf einer drehbaren Brücke 14 angebracht sind. Diese Brücke läuft auf einem Schienenkreis 15· Spannseile mit isolatoren, z.B. 16,17,18,19,20 halten die in Zeilen qC , β ,---··, (/und Spalten I, Ii, ill, IV angeordneten Faltdipole und deren Speisesysteme 21,22,23,24. Jeweils zwei Speisesysteme einer Spalte sind zu Verzv.'cigungspunkten E geführt, von denen

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Leitungen zu einem weiteren Verzweigungspunkt G führen. Zu diesem Verzweigungspunkt G gelangt die Energie von der oenderleitung 25 über die Drehkupplung 26.

Die Faltdipole sind vor einem Gittereflektor 27 in einem Abstand angeonhet, der im Bereich von 0,25-^bis 0,3 Λ.» liegt.

Jeder Leiter eines Faltdipols ist als Reuse aus zwei parallelen Seilen oder Drähten ausgebildet. Jeder .Faltdipol besteht somit aus vier einander parallelen Seilen, die im Querschnitt vorzugsweise in den Ecken eines Rechtecks angeordnet sind. Bei der in Fig. 2 gezeigten und für die Rundfunkbänder 6/7/9/11 MHz ausgelegten Antenne kann ein Reusendraht beispielsweise einen Durchmesser von 8,1 mm haben, während der Abstand zwischen horizontal benachbarten Reusendrähten 1 110 mm und der Abstand zwischen vertikal benachbarten Reusendrähten 880 mm beträgt. Die vier Seile oder Drähte sind an den Enden jeweils an einem rechteckigen Metallrahmen befestigt, der dme elektrische Verbindung der Leiter eines Faltdipoles und die mechanische Halterung übernimmt.

Aus den Fig. 3 bzw. 4, die eine Seitenansicht bzw. eine Auf- . sieht der Antenne nach Fig. 2 in verkleinerten Maßstab zeigen, geht hervor, daß sich hinter dem Gitterreflektor 27 noch eine ähnliche, in Fig. 2 nicht gezeigte Anordnung von FaIt-

•1

dipolen befindet, wie die in Fig. 2 dargestellte. Ä2& in

*) Die sichtbaren F-dtlipole der

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"Fig. 3 linkenund in Fig. 4 unterenAntenne für 6/7/9/11

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entsprechend den Bezeichnungen für die Spalten I bis und für die Zeilen QC- bis 6 in Ifig. 2 bezeichnet. Die in Fig. $ sichtbare Spalte IV ist so aufgebaut, wie in Pig. 1 dargestellt. Rechts vom Gitterreflektor 27 in Fig. 3 ist eine entsprechende Spalte für die in Fig. 4· oberhalb des Gitterreflektors 27 befindliche kleinere Antenne für die Rundfunkbereiche 15/17/21/26 MHz. In Fig. 3 ist die sichtbare Spalte dieser Antenne mit V bezeichnet, während die in Fig. sichtbare Zeile die Bezeichnung £, trägt.

Beide Antennen sind für einen Betriebsfrequenzbereich £ü von etwa 1:2 ausgelegt, wobei die mittlere Betriebsfrequenz

jeweils zugehörigen

f_o/aas arithmetische Mittel der beidenpRandfrequenzen ist. Jede der Antennen ist so ausgelegt, daß vier benachbarte Kurzwellen-Rundfunkbänder innerhalb ihres Betriebsfrequenzbereiches liegen. Die Anordnung der beiden Antennen beiderseits des Gitterreflektors 27 auf dem Drehstand, nämlich eine Antenne für die Kurzwellen-Rundfunkbänder 6/7/9/11 und eine Antenne für die Kurzwellen-Rundfunkbänder 15/17/21/26 MHz, ergibt eine drehbare Antenne für alle acht Rundfunkbänder, die aufgrund ihrer Drehbarkeit den gesamten Azimutwinkelbereich versorgen kann.

Aber auch bei Verwendung der erfindunggemäßen Antenne als Bestandteil d.ner nicht drehbaren Antenne mit mehreren Spalten ist es möglich, durch elektrisches Schwenken des Horizontaldiagrammes einen weiten Azimutwinkelbereich zu versorgen.

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Hierzu können die Speisesysteme 21 bis 24 Je einer Spalte

Sc an einen an sxch bekannten, sogenannten hxelschalter ange-

Sc
schlossen werden. Solche nxelschalter können beispielsweise fünfpolige Umschalter sein. Die fünf Pole jedes Schalters sind mit Umwegleitungen untereinander verbunden, deren Längen die für eine Schwenkung erforderlichen Phasendifferenzen zwischen den einzelnen Spalten der Strahlerwand erzeugen.

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Claims

B II 73/27 Patentansprüche

1))Kurzwellen-Vorhangantenne aus mindestens vier horizontalen, in Form einer Dipolspalte senkrecht übereinander im gegenseitigen Abstand, der ungefähr gleich einer halben Wellenlänge -λ. bei der mittleren Betriebsfrequenz f ist, angeordneten Faltdipolen, deren Leiter bevorzugt als Seilreusen ausgebildet sind, wobei vier Dipole einer Spalte mit einem System symmetrischer Leitungen gespeist werden, das als Breitbandspeisung ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander benachbarten Leiter (1,1*) eines Paltdipols, aufgefaßt als symmetrische Leitung, einen Wellenwiderstand von ungefähr 337 A haben, daß der Radius des einem Faltdipol für eine Gleichtakterregung äquivalenten zylindrischen Strahlers ungefähr 1/114 der halben Dipollänge ist, daß die beiden vom Verzweigungspunkt (G), zu dem die die vier Faltdipole speisende Speiseleitung (11) führt, zu den Verzweigungspunkten (B), die zwischen je zwei Dipolen liegen, führenden Leitungen (9₅1O) breitbandige Leitungstransformatoren enthalten, die den Wellenwiderstand_; der doppelt so groß wie derjenige der zum erstgenannten Ver-r zweigungspunkt (C) führenden Speiseleitung (11) ist, in einen Wellenwiderstand von ungefähr 250 -~l an den Verzweigungspunkten (B) zwischen je zwei Dipolen transformieren und daß die von diesen Verzweigungspunkten (B) jeweils

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zu den Dipolspeisepunkten (A) führenden Leitungen (5»
6,7»8) ungefähr einen Wellenwiderstand von 600Jl haften.

2) Antenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnung von mindestens zwei Dipolspalten nebeneinander.

3) Antenne nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Anordnung von vier Dipolspalten nebeneinander, d»ren gegenseitiger Abstand -Λ. /2 ist.

4) Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche , gekennzeichnet durch Anordnung der Dipole vor einem Gitterreflektor (27) in einem Abstand, der im Bereich von 0,25 -K_c bis 0,3X liegt.

5) Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der Speiseleitung (11) ungefähr einen Wert von 240il hat.

6) Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Speiseleitung (11) zu
den Verzweigungspunkten (B) zwischen jeweils zwei Dipolen führenden Leitungen (9_?10) als Stufenleitungen mit
zwei transformierenden Stufen ausgeführt sind.

7) Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ^eda?Leiter eines Faltdipols (1,1')

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als Reuse aus zwei zueinander parallelen Seilen oder Drähten ausgebildet ist.

8) Antenne nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß jeder Faltdipol aus vier zueiander parallelen Seilen oder Drähten besteht, die im Querschnitt vorzugsweise in den Ecken eines Rechtecks angeordnet sind.

9) Antenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Seile oder Drähte an den Enden jeweils an einem rechteckigen Metallrahmen befestigt sind, der die elektrische Verbindung der Leiter eines Faltdipoles und die mechanische Halterung übernimmt.

10) Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne für einen Betriebsfrequenzbereich von etwa 1:2 ausgelegt ist, wobei die mittlere Betriebsfrequenz f das arithmetische Mittel der beiden Randfrequenzen ist.

11) Antenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgelegt ist, daß vier einander benachbarte Kurzwellen-Rundfunkbänder innerhalb des Betriebsfrequenzbereiches der Antenne liegen.

12) Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 11, gekennzeichnet durch Anordnung der Antenne auf einem Drehstand, d.h.

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Aufhängung zwischen zwei Türmen (12,13), die auf einer drehbaren Brücke (14) angebracht sind.

13) Antenne nach Anspruch 12, gekennzeichnung durch Anordnung von zwei Antennen beiderseits eines Gitterreflektors (27) auf einem Drehstand, nämlich eine Antenne für die Kurzwellen-Eundfunkbänder 6/7/9/11 MHz und eine Antenne für die Kurzwellen-Rundfunkbänder 15/17/21/26 MHz.

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