DE2362240C3 - Antenne für tragbare und ortsveränderliche Empfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne für tragbare und ortsveränderliche Empfänger, bestehend aus einer ersten Viertelwellen-Peitschenantenne zum Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem ersten Frequenzbereich und einet- zweiten Viertelwellen-Peitschenantenne zum Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem zweiten Bereich, dessen Frequenzen höher als die des ersten Bereiches liegen, wobei jeder Antennenfuß an einem ersten Leiter einer eigenen, dieser Antenne zugeordneten, mit dem entsprechenden Eingangskreis des Empfängers verbundenen Zweileiter-Antennenleitung angeschlossen ist.

Tragbare und ortsveränderliche Empfänger sind im allgemeinen für den Empfang von elektromagnetischen Wellen in unterschiedlichen Frequenzbereichen vorgesehen. So enthalten beispielsweise die meisten Fernsehempfänger einen ersten Eingangskreis für den Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich zwischen 40 und 220 Megahertz (Band I und III) und einen zweiten Eingangskreis für den Empfang von elektromagnetischen Wellen mit einer Frequenz zwischen 450 und 900 Megahertz (Band IV und V). Wenn nun ein Fernsehteilnehmer einen Kanal wählt, so wird dann entweder der eine oder der andere der genannten Eingangskreise benutzt.

Wenn bei solchen Empfängern Antennen der eingangs angegebenen Art angewendet werden, treten einige Probleme auf. Damit die Antennabmessungen im Verhältnis zum Empfänger nicht zu groß sind, wird die Länge der ersten Antenne gewöhnlich so bemessen, daß sie einer Viertelwellenlänge in der Mitte des ersten Frequenzbereiches entspricht; sie ist somit theoretisch für die niedrigsten Frequenzen des entsprechenden Bereiches zu kurz. Die Länge der zweiten Antenne ist hingegen so festgelegt, daß die Antenne für die niedrigsten Frequenzen des zweiten Bereiches abgestimmt ist Die Antennen sind in Wirklichkeit nie für jede einzelne Empfangsfrequenz abgestimmt; daher ist ihr Gewinn insbesondere bei niedrigen Frequenzen des ersten Bereiches gering. In bestimmten Fällen, insbesondere bei sehr entfernten oder abgeschatteten Sendern, ist der Empfang mit Schwierigkeiten verbunden. Ferner sind Peitschenantennen erheblich störemp findlicher als Dipolantennen, und auch die an ihrem Fußpunkt angeschlossenen Antennenleitungen können Störungen aufnehmen. Deshalb müssen besondere Vorsichtsmaßnahmen hinsichtlich des Anschlusses der Antennenleitungen an dem Empfänger und an den Antennen getroffen werden. Des öfteren wird auf der Empfängerseite der zweite Leiter der Antennenleitung mit dem Empfängerchaissis, d. h. mit einem Bezugspotential verbunden, während er auf der Antennenseite nicht angeschlossen wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Antenne der eingangs angegebenen Art, die ohne größeren Raumbedarf die Vorteile eines größeren Antennengewinns in allen Frequenzbereichen und einer geringereil Störempfindlichkeit ergibt

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß für jeden Frequenzbereich in Verbindung mit der entsprechenden Antennenleitung ein Halbwellen-Dipol dadurch gebildet ist, daß eine induktive Impedanz zwischen den Fuß der zweiten Antenne und den zweiten Leiter der Antennenleitung der ersten Antenne und eine kapazitive Impedanz zwischen den Fuß der ersten Antenne und den zweiten Leiter der Antennenleitung der zweiten Antenne geschaltet ist

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Antenne

ergibt die Wirkung, daß in allen Frequenzbereichen ein Empfang mit einem Halbwellendipol erfolgt, obwohl für die beiden Frequenzbereiche nur zwei verschiedene Viertelwellen-Peitschenantennen vorhanden sind. Der Gewinn einer solchen Antenne ist gegenüber demjeni gen einer einfachen Peitschenantenne wesentlich verbessert Außerdem ist der Halbwellen-Dipol wegen seiner Richtwirkung wesentlich störunempfindlicher.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die zweite Leiter der Antennenleitun- gen miteinander verbunden und über eine induktive Impedanz an das Empfängerchassis angeschlossen sind. Diese Ausgestaltung ergibt zwei Vorteile: einerseits werden bestimmte Störsignale im Niederfrequenzbereich, wie z. B. die durch Ablenkgeneratoren oder naheliegenden Störsender hervorgerufenen Störstrahlungen, besser unterdrückt, und andererseits wird die Antenne besser an die niedrigen Frequenzen des ersten Frequenzbereiches angepaßt Die Erfindung wird durch folgende Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Antenne zum Empfang von elektromagnetischen Wellen gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein elektrisches Schaltbild für den Empfang

des ersten Frequenzbereiches,

Fig.3 ein elektrisches Schaltbild für den Empfang des zweiten Frequenzbreiches und

Fig.4 ein elektrisches Schaltbild für den Empfang der niedrigen Frequenzen des ersten Bereiches.

Eine Ausführungsform einer Empfangsantenne für Fernsehempfänger gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 dargestellt. Der Empfänger R enthält einen Eingang E1 sowie Eingangskreise für den Empfang von elektroma-

gnetischen Wellen in einem ersten Frequenzbereich. Außerdem enthält der Empfänger einen Eingang £2 sowie Eingangskreise zum Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem zweiten Frequenzbereich. Der erste Frequenzbereich enthält die Fernsehbänder I und HI, d. h. Frequenzen zwischen 40 und SO Megahertz für das Band I und Frequenzen zwischen 150 und 220 Megahertz für das Band III. Der zweite Frequenzbereich enthält die Bänder IV und V, d. h. Frequenzen zwischen 450 und 900 Megahertz.

Wenn nun ein Teilnehmer einen bestimmten Kanal wählt, so betätigt er einen Schalter, der entweder den einen oder den anderen der obengenannten Eingangskreise mit den snderen Schaltungen des Empfängers verbindet

Die Auswahl des Frequenzbereiches erfolgt also automatisch im Empfänger, der das von der Antenne empfangene und entweder an den Eingang £1 oder an den Eingang £2 gelegte Signal verwendet

Die Antenne weist für den ersten Frequenzbereich eine erste zusammenschiebbare und schwenkbare Peitschenantenne A 1 sowie eine Koaxial-Speiseleitung Ti auf, die die Antenne Ai mit dem Eingang £1 verbindet Für den zweiten Frequenzbereich ist eine kürzere Antenne A 2 von derselben Ausführungsform wie die Antenne A 1 sowie eine Speiseleitung T2 vorgesehen, die die Antenne A 2 mit dem Eingang £2 verbindet Jede Antenne ist mit dem Innenleiter der entsprechenden Speiseleitung verbunden. Auf der Empfängerseite ist der Außenleiter an das Empfängerchassis gelötet, d. h. an ein Bezugspotential oder an Erde gelegt

Zusätzlich erfolgt eine Kopplung zwischen den beiden Antennen in der Weie, daß die beim Empfang nicht verwendete Antenne mit der direkt erregten Antenne nach Art eines Halbwellen-Dipols zusammenwirkt Dadurch wird die Amplitude des Signals am Eingang des Empfängers nahezu verdoppelt Um dies zu ermöglichen, muß die elektrischeLänge der zugeschalteten Antenne derart geändert werden, daß sie etwa mit der Länge der wirksamen Antenne übereinstimmt

Zur Durchführung dieser Kopplung sind die Außenleiter der Speiseleitung 7Ί und T2auf der Antennenseite miteinander verbunden. Eine Kapazität Ci verbindet den Fuß der Antenne A i mit dem Außenleiter der Speiseleitung T2, wobei die Antenne Λ 1 an dem Innenleiter der Speiseleitung Ti angeschlossen ist Eine Induktivität LI verbindet den Fuß der an dem Innenleiter der Speiseleitung T2 angeschlossenen Antenne A 2 mit dem Außenleiter der Speiseleitung Ti; eine Induktivität L 2 schließt diese Außenleiter an das Bezugspotential bzw. an das Empfängerchassis an.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird mn Hilfe der F i g. 2,3 und 4 näher erläutert, wobei die Antennen A i und A 2 in den Figuren durch einfache Striche symbolisch dargestellt sind und jedes Element genauso gekennzeichnet ist wie in F i g. 1.

In F i g. 2 ist die Antenne Λ 1 im ersten Frequenzbereich wirksam, und die Antenne A 2 ist zur Bildung des Halbwellendipols zugeschaltet Die Antenne A 2 ist aber zu kurz, da ihre Länge so berechnet ist, daß die Antenne im zweiten, höheren Frequenzbereich abgestimmt ist Die wirksame Länge der Antenne A 2 wird durch die in Reihe geschaltete Spule L 1 verlängert Am Ende der Speiseleitung Ti ist der Innenleiter mit der Antenne A i und der Außenleiter über die Induktivität L i mit der Antenne A 2 verbunden.

In F i g. 3 ist die Antenne A 2 im zweiten Frequenzbereich wirksam, und die Antenne A 1 ist zur Bildung des Halbwellendipols zugeschaltet Da die Antenne A 1 zu lang ist, weil ihre Lange so festgelegt ist daß sie im ersten, niedrigeren Frequenzbereich abgestimmt ist, wird die wirksame Antennenlänge durch eine in Reihe geschaltete ICapzität Cl verkürzt Am Ende der Speiseleitung T2 ist der Innenleiter mit der Antenne A 2 und der Außenleiter über die Kapazität C1 mit der Antenne A 1 verbunden.

In Fig.4 ist die wirksame Antenne Ai für die niedrigen Frequenzen des ersten Bereiches bzw. des Bandes I zu kurz. Die wirksame Antennenlänge wird mi· Hilfe der zwischen dem Außenleiter der Speiseleitung Ti und dem Empfängerchassis geschalteten Induktivitat L 2 verlängert In diesem Fall bildet das Empfängerchussis ein Gegengewicht für die Antenne, und die Verlängerung ist in Reihe mit dem Gegengewicht durchgeführt Die von der Antenne A 1 und der Induktivität L 2 gebildete Anordnung gleicht nahezu einer Viertelwellenantenne.

Bei höheren Frequenzen des ersten Bereichs wird das Gegengewicht automatisch abgeschaltet da ja die Induktivität L 2 bei wesentlich höheren Frequenzen einen hohen Impedanzwert annimmt und die Anordnung dann in den bereits obengenannten ursprünglichen Zustand wi;der zurückkehrt

Die optimalen Werte der Induktivitäten Li. L 2 und des Kondensators Cl sind verhältnismäßig schwer zu berechnen, da man die jeweilige Kapazität die Empfangsrichtung und die Abstimmung der beiden Peitschenantennen berücksichtigen muß. Um mehrere Kanäle im VHF- und UHF-Bereich empfangen zu können, ist es von Vorteil, jede der Antennen auf die Mitte ihrer entsprechenden Frequenzbereiche abzustimmen und die Induktivität L 1 so einzustellen, daß man ein maximales Signal in der Mitte des VHF-Bereiches empfängt; die Kapazität C1 wird so bestimmt daß man ein maximales Signal in der Mitte des UHF-Bereiches erhält Die induktivität L 2 wird so gewählt, daß man im tiefsten Frequenzbereich des VHF-Bandes ein optimales Signal bekommt

Man erhält dann bei einem tragbaren Fernsehempfänger und einer Mittelwert-Einstellung folgende Werte: L i etwa 90 Nanohenry bei 200 MHz und einer Kreisgüte von 140, Cl etwa 3,3 Pikofarad und L 2 ungefähr 035 Mikrohenry bei 50 MHz und einer Kreisgüte von 175.

Die beschriebene Empfangsantenne weist noch weitere Vorteile auf:

Die Antenne selbst hat zwischen dem ersten Frequenzbereich und dem zweiten höher liegenden Frequenzbereich eine gute Trennwirkung. Es ist nämlich wichtig, daß bei Einstellung eines bestimmten Frequenzbereichs eine starke Sendung im anderen Bereich den Empfang nicht beeinträchtigen darf und wirksam unterdrückt werden muß. Die Trennschärfe der Antenne addiert sich zu derjenigen der Empfängerkreise.

Beim Empfang im ersten Frequenzbereich werden die durch die Antenne A i empfangenen hohen Frequenzen des zweiten Bereiches durch den dann einem Kurzschluß äquivalenten Kondensator Cl unterdrückt. Die du^rch die Antenne A 2 empfangenen gleichen Frequenzen werden durch die Induktivität L 1 gesperrt

Ebenso werden beim Empfang im zweiten Frequenzbereich die durch die Antenne A 2 empfangenen niedrigen Frequenzen des ersten Bereiches durch die dann einem Kurzschluß äquivalente Induktivität L1

unierdrückt und die durch die Antenne A 1 empfangenen gleichen Frequenzen durch die Kapazität C1 gesperrt.

Die Antenne ermöglicht es auch, Störstrahlungen mit Frequenzen unterhalb des ersten Frequenzbereiches zu unterdrücken. Derartige Strahlungen rühren von den Ablenkgeneratoren der Elektronenstrahlröhre in einem Fernsehempfänger her und wirken aufgrund der Nähe der Antenne störend. Solche Störungen können auch von einem naheliegenden starken Sender herrühren. In allen Fällen werden die Störstrahlungen vorwiegend durch die Außenleiter der Speiseleitungen Ti und Γ2 aufgefangen. Die störenden Signale werden am Empfängerchassis über die an die Außenleiter der beiden Speiseleitungen Tl und Tl angeschlossenen Induktivitäten L 2 unterdrückt.

Die beschriebene Antenne kann bei Rundfunk- und Fernsehempfängern Anwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Antenne für tragbare und ortsveränderliche Empfänger, bestehend aus einer ersten Viertelwellen-Peitschenantenne zum Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem ersten Frequenzbereich und einer zweiten Viertelwellen-Peitschenantenne zum Empfang von elektromagnetischen Wellen in einem zweiten Bereich, dessen Frequenzen höher als die des ersten Bereiches liegen, wobei jeder Antennenfuß an einem ersten Leiter einer eigenen, dieser Antenne zugeordneten, mit dem entsprechenden Eingangskreis des Empfängers verbundenen Zweileiter-Antennenleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Frequenzbereich in Verbindung mit der entsprechenden Antennenleitung ein Halbwellen-Dipol dadurch gebildet ist, daß eine induktive Impedanz (L X) zwischen den Fuß der zweiten Antenne (L 2) und den zweiten Leiter der Antennenleitung (TX) der ersten Antenne (A 1) und eine kapazititve Impedanz (CX) zwischen den Fuß der ersten Antenne (AX) und den zweiten Leiter der Antennenleitung (T 2) der zweiten Antenne (A 2) geschaltet ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Leiter der Antennenleitungen miteinander verbunden und über eine induktive Impedanz (L 2) an das Empfängerchassis angeschlossen sind.