DE2410498C3

DE2410498C3 - Antennenkombination, bestehend aus einer logarithmisch-periodischen Dipolantenne und einer weiteren Dipolantenne

Info

Publication number: DE2410498C3
Application number: DE19742410498
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8214 Bernau Friedl; Heinrich 8201 Schechen Gruber; Hans 8201 Kirchdorf Margreiter; Hans 8200 Rosenheim Selmayr; Walter 8201 Pang Thurl
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1979-12-20
Also published as: FR2263614A1; NL7502429A; DE2410498B2; DE2410498A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenkombination, bestehend aus einer logarithmisch-periodischen Dipol-Antenne für einen höheren Frequenzbereich mit an eine gemeinsame Doppelleitung angeschlossenen Dipolelementen und einer an die gemeinsame Doppelleitung in Abstand von dem längsten Dipolelement angeschlossenen weiteren Dipol-Antenne für einen niedrigeren Frequenzbereich, der von dem höheren Frequenzbereich durch eine Frequenzlücke getrennt ist.

Antennen mit Dipolelementen für zwei unterschiedliche Frequenzbänder sind bekannt. So ist es aus dem deutschen Gebrauchsmuster 58 92 273 bekannt, diejeni- SS gen Dipolelemente einer logarithmisch-periodischen Antenne fortzulassen, die auf den zwischen den beiden Frequenzbändern liegenden, nicht benötigten Frequenzbereich abgestimmt sind und die logarithmischperiodische Antenne dadurch zu verkürzen. Die Länge einer für die obengenannten Fernsehfrequenzbereiche geeigneten logarithmisch-periodischen Antenne ist jedoch nach wie vor beträchtlich.

Derartige Antennen sind insbesondere für mobile Anwendungen ungeeignet, bei denen die Antenne zum ^fi5 Standortwechsel häufig auf- bzw. abgebaut werden muß. Umweltbedingungen, speziell Vereisungen, beeinflussen die elektrischen Eigenschaften insbesondere der logarithmisch-periodischen Antenne, da die Funktionstüchtigkeit derartiger Antennen von der gleichbleibenden Phasengeschwindigkeit auf der Doppelleitung abhängig ist

Schließlich ist es auch bekannt (DE-AS 12 86 590; Electronics, 26, April 1963, Seite 66; Funkschau 1963, Heft 9, Seiten 228 und 229) logarithmisch-periodjsche Antennen in ein Isoliergehäuse einzubauen. Das Isoliergehäuse dient jedoch ausschließlich dem Schutz und der Befestigung der Dipolelemente der logarithmisch-periodischen Antenne.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, eine für Massenfertigung geeignete billige und mechanisch stabile Antenne für zwei unterschiedliche Frequenzbereiche anzugeben. Die Antenne soll sich insbesondere zum Empfang eines VHF-Bands und der UHF-Bänder eignen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs näher erläuterten Antennenkombination dadurch, daß die Dipolelemente des höheren Frequenzbereichs innerhalb eines Gehäuses aus Isoliermaterial angeordnet sind und daß die Dipol-Antenne für den niedrigeren Frequenzbereich ein Dipol ist, der außen am Gehäuse in einem Abstand von dem längsten Dipoleiement des höheren Frequenzbereichs befestigt ist, welcher erheblich kleiner als der nach den Bemessungsregeln für logarithmisch-periodische Antennen einzuhaltende Abstand ist

Das Gehäuse schützt einerseits vollständig die mit Schwankungen der Phasengeschwindigkeit auf Witterungseinflüsse reagierende Doppelleitung der logarithmisch-periodischen Antenne und ermöglicht andererseits eine stabile Befestigung des Dipols für den niedrigeren Frequenzbereich. Der Dipol kann hierbei auf einer breiten Fläche des Gehäuses aufliegen.

Zur Befestigung des Gehäuses an einem Tragmast od. dgl. können insbesondere an einer in Strahlungsrichtung hinter der logarithmisch-periodischen Antenne liegenden Stelle des Gehäuses Befestigungseinrichtungen, wie z. B. Mastschellen od. dgl., vorgesehen sein. Da sämtliche Dipolelemente an eine gemeinsame Doppelleitung angeschlossen sind, genügt ein gemeinsames Niederführungskabel.

Die Dipolelemente des Dipols sind vorzugsweise als flächenhaft wirkende Strahler ausgebildet. Zu den elektrisch günstigen Eigenschaften flächenhaft wirkender Strahler treten mechanische Vorteile, wenn die flächenhaft wirkende Strahler U-Form aufweisen und mit ihren freien Enden an Distanzstücke aus Metall angeschraubt sind, die von der Doppelleitung abstehen. Die Distanzstücke sind mit jeweils einem Leiter der Doppelleitung elektrisch verbunden und sind durch Öffnungen im Gehäuse von außen zugänglich. Die freien Enden der flächenhaft wirkenden Strahler können dann an den Enden der Distanzstücke aufgeschraubt werden. Der Vorteil liegt einerseits im sicheren, korrosionsfesten elektrischen Kontakt und andererseits im leichten Auf- und Abbau der flächenhaft wirkenden Strahler etwa bei mobiler Anwendung der logarithmisch«periodischen Antenne.

Eine zweckmäßige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Leitern der Doppelleitung isolierende Distanzstücke vorgesehen sind, daß die isolierenden Distanzstücke Fortsätze aufweisen, die durch öffnungen in den Leitern über diese vorstehen und daß das Gehäuse Augen aufweist, in die die Fortsätze passend eingreifen. Diese Ausführungsform gewährleistet einerseits einen auch bei

rauher Behandlung stets gleichbleibenden Abstand der Leiter der Poppelleitung und ermöglicht andererseits eine einfache und trotzdem stabile Befestigung der Doppelleitung im Gehäuse,

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemäßen Antennenkombination;

F i g. 2 die Antennenkombination nach F i g. 1 mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse;

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Explosionsdarstellung des Gehäuses und der Antennenteile des höheren Frequenzbereichs;

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Gehäuse bei abgenommener oberer Gehäuseschale und

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie I-I aus F i g. 3.

Fig. I zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen logarithmisch-periodiscken Antennenanordnung 1, die für den Empfang von zwei voneinander beabstandeten Frequenzbereichen, nämlich des Femsehbands FIH (174... 230 MHz) einerseits und der Fernsehbänder FIV (470... 606 MHz) und F V (606... 862 MHz) andererseits, geeignet ist. Die Antennenanordnung 1 besteht aus einem zwei Halbschalen 2, 3 aufweisenden Wetterschutzgehäuse 15 aus Isoliermaterial, das eine abgerundete ungleichschenklige Rautenform hat und bei dem beide Halbschalen 2, 3 mittels eines Kunststoff-Dichtungsprofils 4 miteinander verbunden sind. Auf der unteren und oberen Halbschale 2 bzw. 3 sind Halterungen 5 vorgesehen, die der Führung eines aus zwei U-I'örmigen Bügeln 6, 7 bestehenden Dipols für das Fernsehband P III dienen. Die U-förmigen Bügel 6,7 sind mit insgesamt vier Rändelschrauben 8 befestigt und mit den im Wetterschutzgehäuse 15 befindlichen Leitern 23,24 der symmetrischen Doppelleitung eines logarithmisch-periodischen Antennenteils 20 für die Fernsehbänder FIV und FV leitend verbunden. Die beiden Halbschalen 2, 3 werden einesteils von einer mit Schrauben 10 befestigten Standrohrschelle 9, andernteils durch mehrere Klebestellen zusammengehalten. Die Standrohrschelle 9 weist ein Joch 11, Steckbolzen 12 und Flügelmuttern 13 auf und kann somit dem Durchmesser eines Standrohres 14 angepaßt werden.

In F i g. 2 ist das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel mit teilweise aufgeschnittener oberer Halbschale 3 des Wetterschutzgehäuses 15 dargestellt Der für den höheren Frequenzbereich vorgesehene und innerhalb des Wetterschutzgehäuses 15 angeordnete Antennenteil 20 der logarithniisch-periodischen Antennenanordnung weist zwei formgestanzte Halbdipolgruppen auf, deren Dipolelemefite 21, 22 in bekannter Weise grätenartig um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Jede der beiden Halbdipolgruppen besteht aus einem einzigen Blechstück, d. h., der Leiter 23 bzw. 24 der Doppelleitung und die daran angeschlossenen Dipolelemente 22 bzw. 21 sind jeweils einstückig als Formstanzteil hergestellt. Beide Formstanzteile sind über isolierende Distanzbuchsen 31 miteinander verbunden. Auf dem oberen Leiter 23 der Doppelleitung kann, z. B. annähernd in dessen Mitte, ein Verstärker 25 befestigt sein, der einerseits über eine Koaxialleitung 26 mit Enden 27 der Leiter 23, 24 verbunden ist, und dessen Ausgang 28, andererseits über ein Koaxialkabel 29 an eine in Fig.2 nicht sichtbare Koaxialbuchse 47 (Fig. 3) an der unteren Halbschale 2 geführt ist. Da beide Halbdipolgruppen für sich keine genügende Fsstigkeit haben, um als tragende Konstruktion zu dienen, werden sie durch das Wetterschutzgehäuse 15 gestützt. Die der Doppelleitung abgekehrten S Enden 30 der Dipolelemente 21, 22 werden zwischen Rippen 33 der Halbschalen 2,3 festgehalten und sind so gegen Verbiegen geschützt. Außerdem greifen die Distanzbuchsen 31 in an den Halbschalen 2, 3 angeformte Näpfe ein, was eine axiale Verschiebung des

ίο für den höheren Frequenzbereich vorgesehenen Antennenteils 20 verhindert

Das Wetterschutzgehäuse 15 ist zur Erreichung einer hinreichenden Festigkeit auch in Richtung auf die Standrohrschelle 9 mit Rippen 32 versehen.

Anhand der vertikal explodierten Darstellung nach F i g. 3 soll im folgenden der Zusammenbau des für den höheren Frequenzbereich bemessenen Antennenteils 20 mit dem Wetterschutzgehäuse 15 erläutert werden. Beim Zusammenbau wird das Dichtungsprofil 4 zwischen den Halbschalen 2 und 3 ;ή eine Nut 41 eingelegt, um eine hinreichende Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser zu gewährleisten. Die isolierenden Distanzbuchsen 31 und Haltescheiben 42 halten die beiden Leiter 23,24 der Doppelleitung und gleichen den zum Ende 27 hin sich verkleinernden Abstand zwischen den Halbschalen 2,3 aus. Die isolierenden Distanzbuchsen 31 sind mit Fortsätzen 43 ausgerüstet, die, wie durch die strichpunktierten Mittellinien angedeutet, in Augen 44 eingreifen und damit die Lage des Antennenteils 20 im Wetterschutzgehäuse 15 fixieren. Vom Verstärker 25 führt das Koaxialkabel 29 zur Koaxialbuchse 47, die auf einem Blechstreifen 45 montiert ist Zur Befestigung des Blechstreifens 45 ist die untere Halbschale 2 mit Kunststoffnasen 46 versehen, die beim Zusammenbauen durch öffnungen des Blechsireifens 45 treten und dann verschmolzen werden. So befestigt ragt die Koaxialbuchse 47 durch eine Bohrung 48 aus der unteren Halbschale 2 nach außen, und ein Niederführungskäbel kann mittels Koaxialstecker an der Antennenanordnung 1 befestigt werden.

Die Rippen 33 der Halbschalen 2, 3 stehen sich so nahe gegenüber, daß die Enden 30 der Dipolelemente 21, 22 ohne Spiel festgehalten werden und sich nicht durch Stoß oder andere äußere mechanische Beanspruchung verbiegen können. Natürlich verbessern die Rippen 33 in Verbindung mit den Rippen 32 die mechanische Stabilität der gesamten Antennenanordnung beträchtlich.
Am anderen Ende der Leiter 23,24 der Doppelleitung sind je eine metallische Distanzbuchse 49 leitend befestigt. Die Distanzbuchsen weisen Gewindebohrungen auf, in denen die Unförmigen Bügel 6, 7 der Antenncnanordnung l mittels der Rändelschrauben 8 befestigt werden können. Die beiden Halbschalen 2, 3

sind hier7.11 mit Öffnungen 50 versehen, die etwas größer sind als der Gewindedurchmesser der Rändelschrauben 8.

Beide Halbschalen 2, 3 werden, nachdem das Antennenteil 20 eingelegt ist, miteinander verklebt.

6e Hierzu werden in die Augen 51 passende, mit Klebstoff benetzte Kunststoffstifte 52 eingesetzt und die btiden Halbschalen 2, 3 bis zum Trocknen des Klebstoffs zusammengepreßt.

F i g. 4 zeigt eine Draufsicht auf das geöffnete

Wetterschutzgehäuse 15. Man erkennt den Aufbau des Antennenteils 20, das nach den bekannten Regeln für die Bemessung von logarithmisch-periodischen Antennen aufgebaut ist. Der Abstand 61 der U-förmigen Bügel 6,7

für den niedrigeren Frequenzbereich von dem für den höheren Frequenzbereich bemessenen Antennenteil 20 gehorcht jedoch nicht mehr den Regeln der Bemessung von logarithmisch-periodischen Antennen: Während die Länge der U-förmigen Bügel 6, 7 (Fig. I) für die mittlere Frequenz des niedrigeren Frequenzbereichs bemessen ist, wird der Abstand 6t erheblich kleiner gewählt, womit eine besonders kurze Baulänge der Antenne erreicht wird. Aus Fig.4 ist auch erkennbar, daß die stabförmigen I lalbdipole 62 zur Versteifung mit eingeformten Rillen bzw. Längssicken 63 versehen sind. Zum Anschluß des Koaxialkabels 26 an die Doppelleitung ist das F.nde 27 des Leiters 24 abgewinkelt (siehe auch Fig.3). Der Außenleiter des Koaxialkabels 26 ist an den Leiter 23 der Doppelleitung, der Iniienleiter an das abgewinkelte Ende 27 des Leiters 24 angeschlossen. F i g. 5 zeigt in einem Schnitt entlang der Linie l-l aus F i g. 3 die Kontaktierung der U-förmigen Bügel 6, 7 an den Leitern 23, 24 der Doppelleitung. Die Leiter 23, 24 sind mit metallischen Distanzhülsen 49 leitend verbunden, und zwar so, daß jeweils ein U-förmiger Bügel 6 bzw. 7 zu einem der Leiter 23 bzw. 24 Kontakt hat. Die Verbindung erfolgt über Rändelschrauben 8. die in die Gewindebohrungen der metallischen Distanzbuchsen 49 eingeschraubt werden.

Hier/u -I HIiKt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

J, Antennenkombination, bestehend aus einer logarithmisch-periodischen Dipol-Antenne für einen s höheren Frequenzbereich mit an eine gemeinsame Doppelleitung angeschlossenen Dipolelementen und einer an die gemeinsame Doppelleitung in Abstand von dem längsten Dipoleiement angeschlossenen weiteren Dipol-Antenne für einen niedrigeren Frequenzbereich, der von dem höheren Frequenzbereich durch eine Frequenzlücke getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dipolelemente (21, 22) des höheren Frequenzbereichs innerhalb eines Gehäuses (15) aus Isoliermaterial angeordnet sind und daß die Dipolantenne für den niedrigeren Frequenzbereich ein Dipol (6,7) ist, der außen am Gehäuse (15) in einem Abstand (61) von dem längsten Dipoleiement (21,22) des höheren Frequenzbereichs befestigt ist, welcher erheblich kleiner als der nach den Bemessungsregeln für logarithmisch-periodische Antennen einzuhaltende Abstand ist
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dipol (6, 7) als flächenhafte Strahler wirkende Dipolelemente aufweist.
3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenhaft wirkenden Strahler U-Form aufweisen und mit ihren freien Enden an Distanzstücke (49) aus Metall angeschraubt sind, die von den Leitern _V23,24) der Doppelleitung abstehen.
4. Antenne nach e'inr.m de vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Leitern (23, 2<r) dt" Doppelleitung isolierende Distanzstücke (31) vorgesehen sind, daß die isolierenden Distanzstücke (31) Fortsätze (43) aufweisen, die durch Öffnungen in den Leitern (23, 24) über diese vorstehen und daß das Gehäuse (25) Augen (44) aufweist, in die die Fortsätze (43) passend eingreifen.