DE2358613A1

DE2358613A1 - Faltdipol und empfangsantenne mit einem derartigen faltdipol

Info

Publication number: DE2358613A1
Application number: DE19732358613
Authority: DE
Inventors: Reginald Edwin James Clark
Original assignee: Maxview Aerials Ltd
Current assignee: Maxview Aerials Ltd
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1974-05-30
Also published as: GB1458006A; NL7315161A; IT999499B

Description

Dipl. Phys, Dr. rer. nat. Wolfgang Kern pe

PATEN TANWA LT

D-68OQ Mannheim 1

O β, 1O

Postfach 1273

Fernsprecher (Ο6 21) 381-47 44

23. November 1973 Ev 15

Maxview Aerials Limited Maxview Works
Setch, Kings¹s Lynn \

Norfolk /Großbritannien

"Faltdipol und Empfangsantenne mit einem derartigen Faltdipol"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Faltdipol und die Verwendung eines derartigen Faltdipols bei einer Empfangsantenne für ein Radio- oder Fernsehsignal.

Eine typische Fernsehempfangsantenne weist einen Faltdipol und einen Resonator auf. Vor dem Resonator können ein oder mehrere Direktoren vorgesehen sein und/oder, hinter dem Faltdipol kann ein Reflektor angeordnet sein, um den Gewinn in einer ausgewählten Richtung zu erhöhen und irgendv/elche unerwünschten Signale von rückwärts abzuschirmen. Der Faltdipol besitzt typischerweise die Form einer Schleife mit

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relativ langen Längsteilen und relativ kurzen Verbindungsbögen an den Seiten, so daß der Dipol einem langgestreckten C ähnelt. Ein derartiger Dipol kann durch Biegen eines Rohres in die vorgeschriebene Form oder durch Stanzen der gewünschten Form aus einer Platte hergestellt v/erden. Im Betrieb werden die beiden Enden des Faltdipols mittels eines koaxialen Kabels an den Fernsehempfänger angeschlossen. Der Resonator kann weggelassen werden und wird in der Praxis auch oft weggelassen.

Somit ist eine Fernsehantenne in Richtung auf die Quelle eines Fernsehsignales, das empfangen v/erden soll, hin gesehen aus einem Refl-ektor, einem Faltdipol, einem Resonator und wenigstens einem Direktor aufgebaut. Es können zv/ischen zwei und 18 oder mehr Direktoren entsprechend dem Ausgangswiderstand des Dipols vorgesehen v/erden. Typische Antennen weisen bis zu ungefähr 12 Direktoren auf. Wenn die Anzahl der Direktoren über diese Zahl gesteigert wird, nimmt der Gewinn der Antenne nur noch auf Kosten eines reduzierten Eingangswiderstandes und der Halbwertsbreite zu. Die Reduzierung des Eingangswiderstandes kann zu Anpassungsschwierigkeiten führen und die enge Halbv/ertsbreite kann eine Änderung der Empfangssignalstärke bei einer geringfügigen Eewegung der Antennenanordnung verursachen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den bekannten Faltdipol zu verbessern, und insbesondere seine Verwendung in einer Radio- und Fernsehempfangsantenne vorteilhafter zu gestalten.

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Diese Aufgabe wird bei einem Faltdipol erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er im wesentlichen dreieckförmig ausgestaltet ist. Er besteht vorzugsweise aus einem langgestreckten Bauteil, das zu einem gleichschenkligen Dreieck gebogen ist, dessen Basis aus den beiden Endstücken des Bauteiles gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der der Basis des dreieckigen Dipols gegenüberliegende Winkel ca. 90°, während die beiden anderen Winkel ca. 45 betragen. Nach einem v/eiteren Vorschlag der Erfindung ist die Länge der Basis ungefähr gleich der halben Wellenlänge des zu empfangenden Signals.

Die Erfindung schließt auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Faltdipols bei einer Empfangsantenne für ein Radiooder Fernsehsignal mit einer langgestreckten Haltestrebe ein, auf der der Faltdipol und mindestens ein Resonator befestigt ist. Vorzugsweise sind drei Resonatoren im wesentlichen parallel und in räumlichem Abstand zueinander auf der Haltestrebe befestigt. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ferner mindestens ein Direktor auf der Haltestrebe befestigt ist und zwar so, daß der Resonator zwischen dem Faltdipol und dem Direktor angeordnet ist. Zweckmäßigerweis ejLst der Faltdipol auf der Haltestrebe so befestigt, daß seine E~bene parallel zu der Ebene der Resonatoren verläuft.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist ferner eine Reflektorvorrichtung auf der Haltestrebe befestigt und zwar so,

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daß der Faltdipol zwischen der Reflektorvorrichtung und dem Resonator angeordnet ist. Dabei kann die Reflektorvorrichtung vorzugsweise einen ersten Reflektor aufweisen, der aus mehreren Stäben besteht, die parallel und in räumlichem Abstand zueinander in derselben Ebene angeordnet sind, die einen spitzen Winkel mit der Ebene des Faltdipols bildet.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reflektorvorrichtung einen zweiten Reflektor aufweist, der im Aufbau dem ersten Reflektor gleicht und dessen Ebene einen spitzen Winkel mit der Ebene des Faltdipols unfeinen derartigen Winkel mit der Ebene des ersten Reflektors bildet, daß der Faltdipol in dem letztgenannten Winkel liegt.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung kann die Reflektorvorrichtung aber auch einen Reflektor aufweisen, der aus einem im wesentlichen parallel zur Basis des Faltdipols verlaufenden Mittelteil und im wesentlichen parallel zu den anderen beiden Seiten des Faltdipols verlaufenden Endteilen besteht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und zweckmäßige Weiterbildungen werden nachfolend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Antenne;

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Fig. 2 eine Seitenansicht der Antenne gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Antenne, ähnlich demjenigen gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Antenne und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Antenne.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig.. 2 zeigt eine Fernsehempfangsantenne 1Ö zum Empfang von Fernsehsignalen im U.H.F.-Bereich.

Die Antenne IO weist eine langgestreckte Haltestrebe 12 auf, die horizontal durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Klammer am Endstück 12a befestigt werden kann. Die Antenne besteht aus einer Anordnung von 22 Elementen, von denen nur einige Elemente in der Zeichnung dargestellt sind, und weist eine Reflektorvorrichtung 15, einen Faltdipol 16, drei Resonatoren 18a bis 18c und zwanzig Direktoren 20a bis 20t auf, die in dieser Reihenfolge auf der Haltestrebe 12 befestigt sind.

Zum Empfang in den Kanälen 21 bis 34 (Trägerfrequenzen: Bild 471,25 bis 575,25 MHz; Ton 477,25 bis 581,25 MHz) ist die Reflektorvorrichtung 14 ungefähr 4 Inch vom. Ende 12a der HaI-

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testrebe 12 entfernt angeordnet, der Dipol 16 ungefähr 229 mm von der Reflektorvorrichtung und dann jedes der verschiedenen Resonator- und Direktorelemente von seinem vorhergehenden Element ungefähr 16,38,106,64,95,105,101,109,134,139,132, 127,147,102,105,115,108,140,110,139,146,130 und 114 mm voneinander entfernt angeordnet. Die Resonatoren sind ungefähr 9 Inch lang, die Direktoren 2Oa bis 2Oe ebenfalls 9 Inch lang, die Direktoren 2Of bis 2On ungefähr 8 1/2 Inch lang und die Direktoren 2Oo Hs 20t ungefähr 8 Inch lang (Gruppe A) .

Der Faltdipol 16 weist ein langgestrecktes Bauteil aus einem elektrischen Leiter auf, der in Form eines gleichschenkligen Dreiecks gebogen ist, dessen Basis 16a, 16b aus den beiden Endstücken des Leiters gebildet ist und das zwei gleichlange Seiten 16c und 16d enthält. Der Faltdipol.16 ist in einer Ebene angeordnet,·die parallel zu der Ebene liegt, die die Resonatoren 18 und die Direktoren 20 enthält. Die Basis 16a, 16b ist ungefähr 10 Inch lang und der zv/ischen den beiden Seiten 16c und 16d eingeschlossene Winkel beträgt ca. 90°. Die Länge der Basis ist angenähert gleich ^-/2, das ist die Halfte der Wellenlänge λ des zu empfangenden Signals.

Die Endstücke des Faltdipols 16 ragen durch Öffnungen 22a bzw« 22b in ein hohles, becherförmiges Glied 22, das mit einer abnehmbaren Kappe 24 versehen ist. Sowohl das Glied 22 als auch die Kappe 24 sind aus Isolierwerkstoff hergestellt. Die Endstücke des Faltdipols 16 sind starr in dem Glied 22 befestigt und mit Anschlußklemmen für die Befestigung der Leiter eines

koin der Zeichnung nicht dargestellten axialen Kabels versehen.

Eine dritte Öffnung 23 des Gliedes 22 dient zur Aufnahme des koaxialen Kabels.
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Die Ref lek tor vor richtung 14 v/eist zwei identische Reflektoren auf. Jeder Reflektor weist zwei langgestreckte Haltestäbe 14a und 14b auf, die beispielsweise durch Löten fest mit einer Vierkantscheibe 26 verbunden sind, die ihrerseits an der Haltestrebe 12 befestigt ist. Die Stäbe 14a und 14b erstrecken'sich nach oben und nach unten unter einem Winkel von ca. 45 gegenüber der Haltestrebe 12 und nach außen ebenfalls um einen Winkel von ca.·45 gegenüber der Haltestrebe.

An,jedem der Haltestäbe 14a und 14b jedes Reflektors sind vier langgestreckte Leiter 14c bis I4f beispielsweise durch Verlöten starr befestigt, und zwar parallel und in Abstand zueinander in der gleichen Ebene. Somit sind beide Reflektoren der Reflektorvorrichtung einander zugewandt auf der Haltestrebe 12 befestigt und der Winkel zwischen den beiden Ebenen der Reflektoren ist kleiner als 180°.

Die oben beschriebene Antenne ist zum Empfang von Signalen der Gruppe A dimensioniert. Für Signale der Gruppe B - Kanäle 39 bis 51 (Trägerfrequenz: Bild 615,25 bis 711,25 MHz; Ton 621,25 bis 717,25 MHz) und der Gruppen C und D - Kanäle 50 bis 66 bzw. 49 bis 68 (Trägerfrequenzen Gruppe C: Bild 703,25 bis 831,25 MHz; Ton 709,25 bis 837;,25 MHz) besitzen die verschiedenen Elemente die in der Tabelle angegebenen ungefähren Abmessungen.

•—ft —

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	— fl —	Gruppe B	Abstand zwischen	2358613	Abstand zwischen
		Länge des	den Elementen	23. November 1973	den Elementen
		Elementes	(mm) *	Ev 15	(mm)
	(Inch)			*Λ It "TL*
	10,4	20	Gruppe C,D	24
	8,5		Länge des
	7	81	Elementes	85
Reflektor	7	25	(Inch)	24
Faltdipol	7 7	66	8,25	97
Resonator		95	7,5 ·	95
It	7		6·
ti		105	6	105
Direktor	7		6 6
		101		101
ti	7		5,75
	7 7	109 134		109 134
Il	7	139	5,75	139
	7	132		132
It		127	5,75	127
It Il	6,75	146	5,15 5,15	146
It	6,75		5,15
Il		102	5,75	102
	6,75
Il	6,75	105	5,75	105
ti		115	5,75	115
	6,75
It		108	5,75	108
ti	6,75	140	5,75	140
	6,75
ti		110	5,75	110
	6,75
Il	6,75 6,75	139 146	5,5	139 146
Il	6,75	130 114	5,5	130 114
	6,75		■^ 7 ^
It		5,5
Il Il	5,5 5,5
Il	5,5
It	5,5

Tabelle

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Die Antenne kann selbstverständlich so dimensioniert werden, daß andere Gruppenfrequenzen empfangen werden können.

In Fig. 3 ist eine Antenne 30 dargestellt, die ähnlich wie die Antenne nach dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Sie ist mittels, einer U-förmigen Klammer 34, die an zwei räumlich getrennten Stellen 34a und 34b an einer Haltestrebe 32 angeklammert ist, an einer vertikalen Stange 33 befestigt.

to/ Obwohl die Erfindung bisher an einer Einzelantenne/jozw. 30 beschrieben worden ist_f steht es selbstverständlich frei, eine Vielzahl nebeneinander oder übereinander in ZeilenfanzuorSnen.

Es hat sich herausgestellt, daß bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Faltdipols für eine gegebene Anzahl von Direktoren eine ERhöhung des Gewinns oder der Bandbreite der Antenne oder beides möglich ist, wenn man diese Anordnung mit einer ähnlichen Antenne vergleicht, bei der ein konventioneller Faltdipol verwendet wird. Somit können mehr Direktoren zugefügt werden, die eine wesentliche Erhöhung des Gewinns bringen, ohne daß die Halbwertsbreite zu eng wird. Darüberhinaus ist die Dämpfung und der Scheinwiderstand des erfindungsgemäßen -Faltdipoles wesentlich günstiger als diejenige bzw. derjenige eines normalen Dipoles über einer größeren Halbwertsbreite.

Es würde ferner festgestellt, daß die beschriebene Reflektor-Vorrichtung die Empfangcharakteristik verbessert.

Die Abmessungen, Winkel und dergl. der verschiedenen Äntennen-

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elemente hängen von der Wellenlänge des zu empfangenden Signals ab und ihre optimalen Werte können empirisch bestimmt werden.

Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung des beschriebenen Reflektors ein gutes Vor-Rück-Verhältnis mit im wesentlichen konstanter Leistung über die betriebsmäßige Bandbreite und mit verbesserten Anti-Geist-Eigenschaften erhalten werden kann.

An-der beschriebenen Antenne können verschiedene Abänderungen vorgenommen werden. So können beispielsweise die Reflektoren mit sich nach vorne erstreckenden Verlängerungen in Form kurzer Stäbe versehen werden, die an den Leiterstücken 14c bis 14f befestigt sind und sich parallel zur Ebene des Faltdipols 16 erstrecken (d. h., sie erstrecken sich horizontal und nach rechts im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2). Eine Ausführungsform eines derartigen Reflektors ist in Fig. 4 dargestellt. Der Reflektor gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zwei identische Reflektoren 14 auf, von denen jeder sieben langgestreckte Leiterstücke 14c bis 14j hat, die parallel zueinander und räumlich getrennt voneinander in der gleichen Ebene angeordnet sind. Nach vorne (nach rechts in der Fig. 4) und im wesentlichen parallel zu der Ebene des Faltdipols 16 erstreckt sich von jedem Leiterstück 14c bis 14j eine zugehörige Verlängerung 14k bis 14r in Form eines kurzen Stabes. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Anordnung die Anti-Geist-Eigenschaften der Antenne verbessert.

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antenne vorteilhafterweise zu verwendenden Reflektors 44. Der Reflektor 44 besitzt ein Mittelteil 44a, das im Betrieb im wesentlichen

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parallel zu der Basis 16a, 16b des Faltdipols 16 angeordnet ist, und zwei Endstücke 44b und 44c, die so gebogen sind, daß sie im wesentlichen parallel zu den Seiten 16c bzw. 16d des Faltdipols 16 verlaufen.

Die erfindungsgemäße Antenne ist für die üblichen U.H.F.-Fernsehsignab geefcjnet. Sie könnte auch für niedrigere Frequenzen verwendet werden, aber ihre Größe wächst mit der Abnahme der Frequenz. Beispielsweise ist es möglich, daß die erfindungsgemäße Antenne für den Empfang von V.H.F./F.M.-Signalen einschließlich stereofoner Signale geeignet ist. In einer Modellantenne für eine derartige Verwendung hatte der Faltdipol 16 eine Basislänge von ungefähr 1,5 m.

Es ist selbstverständlich möglich, den erfindungsgemäßen Faltdipol aus einer dreiecksförmigen Metallplatte, durch die ein Loch gestanzt wird, herzustellen.

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Claims

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Ansprüche

©Faltdipol, dadurch gekennzeichnet/ daß er im v/esentlichen dreieckförmig ausgestaltet ist.
2. Faltdipol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß er aus einem langgestreckten Bauteil besteht, das zu einem gleichschenkligen Dreieck (16) gebogen ist, dessen Basis (16a, 16b) aus den beiden Endstücken des Bauteiles gebildet ist.
3. Faltdipol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Basis (16a, 16b) des dreieckigen Dipols (16) gegenüberliegende Winkel ca. 90° und die beiden anderen V7inkel ca. 45° betragen.
4. Faltdipol nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Basis (16a, 16b) ungefähr gleich der halben Wellenl-änge des zu empfangenden Signals ist.

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5. Verwendung eines Faltdipols nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Empfangsantenne für ein Radio- oder Fernsehsignal mit einer langgestreckten Haltestrebe (12 oder 3 2), auf der der Faltdipol (16) und mindestens ein Resonator .(18) befestigt sind.
6. Empfangsantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Resonatoren (18a, 18b, 18c) im wesentlichen parallel und in räumlichem Abstand zueinander auf der Haltestrebe (12 oder 32) befestigt sind.
7. Empfangsantenne nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn-εεϊσηηε^ daß die Ebene des Faltdipols (16)im wesentlichen parallel zur Ebene der Resonatoren (18) verläuft.
8. Empfangsantenne nach einemder Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner mindestens ein Direktor (20) auf der Haltestrebe (12 oder 3 2) befestigt ist und zwar so, daß der Resonator (18) zwischen dem Faltdipol (16) und dem Direktor angeordnet ist.

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9. Empfangsantenne nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Reflektorvorrichtung (14) auf der Haltestrebe (12 oder 32) befestigt ist und zwar so, daß der Faltdipol (16) zwischen der Reflektorvorrichtung und dem Resonator (18) angeordnet ist.
10. Empfangsantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorvorrichtung (14) einen ersten Reflektor aufweist, der aus mehreren Stäben (14c bis I4f) besteht,· die parallel und in räumlichem Abstand zueinander in derselben Ebene angeordnet sind, die einen spitzen Winkel mit der
Ebene des Faltdipols (16) bildet.
11. Empfangsantenne nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorvorrichtung (14) einen zweiten Reflektor aufweist, der im Aufbau dem ersten Reflektor gleicht und
dessen Ebene einen spitzen Winkel mit der Ebene des Faltdipols (16) und einen derartigen Winkel mit der Ebene des ersten Reflektors bildet, daß der Faltdipol in dem letztgenannten Winkel liegt.

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12. Empfangsantenne nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reflektor wenigstens eine sich nach vorn erstreckende Verlängerung (I4kbis 14r) aufweist.
13. Empfangsantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet/ daß jeder Reflektor mehrere sich nach vorn erstreckende relativ kurze Verlängerungen (14k bis I4r) aufweist/ die starr mit den Stäben (14c bis I4f) verbunden sind.
14. Empfangsantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet/ daß die Reflektorvorrichtung einen Reflektor (44) aufweist, der aus einem im wesentlichen parallel zur Basis (16a_f 16b) des Faltdipols (16) verlaufenden Mittelteil (44a) und im wesentlichen parallel zu den anderen beiden Seiten (16c, 16d) des Faltdipols verlaufenden Endteilen (44b, 44c) besteht.

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