DE2413712B1

DE2413712B1 - Aktive, abgestimmte Antenne

Info

Publication number: DE2413712B1
Application number: DE19742413712
Authority: DE
Inventors: Eugen 7500 Karlsruhe Haag
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2413712C2

Description

An einem Abgriff des Potentiometers, der ebenfalls mit dem Fußpunkt verbunden ist, kann zur Verstärkungseinstellung eine Vorspannung für die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 4 eingestellt werden. Der Fußpunkt des Parallelschwingkreises ist mit dem geerdeten Außenleiter des Koaxialkabels 5 verbunden. Am hochfrequenzempfängerseitigen Ende des Koaxialkabels 5 ist sein Innenleiter an den Emitter eines Transistors 7 in Basisschaltung angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 7 liegt an einem Abgriff einer Hochfrequenzspule 8, die mit einem Kondensator 9 zusammen einen zweiten abgestimmten Parallelschwingkreis bildet. Die Hochfrequenzspule 8 ist beispielsweise durch einen Schraubkern abstimmbar. Die Basis des Transistors 7 ist über einen Widerstand 10 geerdet. Die Betriebsspannung für den Transistor 7 wird dem Fußpunkt der Hochfrequenzspule 8 über einen Widerstand 11 zugeführt. Die gleiche Spannungsquelle von beispielsweise 15 V speist auch über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7 und den Innenleiter des Koaxialkabels 5 den Feldeffekttransistor 4. Die Basiselektrode des Transistors 7 liegt an der gleichen Spannung, so daß für den Transistor 7 zwischen Basis- und Kollektorpotential kein Spannungsunterschied besteht.
Der Fußpunkt des aus der Hochfrequenzspule 8 und dem Kondensator 9 gebildeten Parallelschwingkreises ist über einen Kondensator 12 hochfrequenzmäßig an Masse gelegt. Dieser Parallelschwingkreis ist an die beiden Eingangsklemmen eines Operationsverstärkers 13 angeschlossen. Der Anschluß des Fußpunktes des Schwingkreises erfolgt über einen Widerstand 17. Am Ausgang des Operationsverstärkers kann unmittelbar die verstärkte Hochfrequenzspannung abgenommen werden. Ihre Frequenz kann zur Steuerung einer elektronischen Uhr dienen oder auch als Eichfrequenz für Uhrenmeßgeräte verwendet werden. Auch als Zeit-oder Frequenznormal für Zählerprüfeinrichtungen ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 13 tauglich, wenn die gesamte Einrichtung zum Empfang der Hochfrequenzschwingungen eines Normalzeitsenders, beispielsweise des Senders DCF77, verwendet wird. Am Ausgang des Operationsverstärkers 13 liegt weiterhin eine Demodulationsdiode 14. Über sie wird über einen Widerstand 15 dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 13 eine Gegenkopplungsspannung zugeführt. Die Gegenkopplungsschleife ist zusätzlich über eine zweite Diode 16 in Durchlaßrichtung mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 13 verbunden.
Diese Diode 16 liefert eine Vorspannung für die Diode 14. Das demodulierte Signal ist zusätzlich zur Verwendung als Zeitsignal über ein Meßinstrument 18 zur Anzeige der Feldstärke geführt. Das Meßinstrument 18 ist für Hochfrequenzreste mit Hilfe eines Kondensators 19 kurzgeschlossen.

Claims

Patentansprüche: 1. Aktive, abgestimmte Antenne für einen Hochfrequenzempfänger und -demodulator mit einer Verbindungsleitung zwischen Antenne und Empfänger sowie einer aus einem Transistor in Emitterschaltung und einem Transistor in Basisschaltung bestehenden Kaskodeschaltung als Bestandteil des aktiven Antennenelementes, dadurch g e -kennzeichnet, daß der Transistor (4) in Emitterschaltung an dem der Antenne zugeordneten Ende und der Transistor (7) in Basisschaltung an dem dem Empfänger zugeordneten Ende der Verbindungsleitung (5) liegt.
2. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (4) in Emitterschaltung ein Feldeffekttransistor ist.
3. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (5)'ein Koaxialkabel ist.
4. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (7) in Basisschaltung der Kaskodeschaltung eine Basis-Kollektor-Spannung von 0 V aufweist.
5. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator galvanisch an den Ausgang der Kaskodeschaltung angekoppelt ist.
6. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne eine Rahmenantenne ist.
7. Aktive, abgestimmte Antenne nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Empfang der von einem Normalzeitsender ausgestrahlten Hochfrequenzsignale dient.

Die Erfindung bezieht sich auf eine aktive, abgestimmte Antenne für einen Hochfrequenzempfänger und -demodulator mit einer Verbindungsleitung zwischen Antenne und Empfänger sowie einer aus einem Transistor in Emitterschaltung und einem Transistor in Basisschaltung bestehenden Kaskodeschaltung als Bestandteil des aktiven Antennenelementes.

Eine derartige aktive Antenne ist dem Aufsatz »Aktive Antennen« von H. M e i n k e in der »NTZ«, Heft 12, 1966, insbesondere der S. 704, Bild 15, mit zugehöriger Beschreibung zu entnehmen. Der aktive Teil der Antenne besteht dort aus einem Transistor in Emitterschaltung, dessen Basis an den Antennendipol angeschlossen ist. Diesem Transistor unmittelbar nachgeschaltet ist ein Transistor in Basisschaltung, an dessen Ausgang ein dritter Transistor in Kollektorschaltung angeschlossen ist. Der Emitter des letzten Transistors ist an den Mittelleiter einer Koaxialleitung angeschlossen, der den Antennenausgang bildet.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine aktive Antenne für einen Hochfrequenzempfänger anzugeben, bei der eine beliebig lange Verbindungsleitung zwischen Antenne und Empfänger die Abstimmung der Antenne nicht beeinflußt. Durch den aktiven Teil der Antenne sollte darüber hinaus keine Spannungsverstärkung in Antennennähe erfolgen.

Diese Aufgabe wird bei einer eingangs beschriebe- nen aktiven, abgestimmten Antenne dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung der Transistor in Emitterschaltung an dem der Antenne zugeordneten Ende und der Transistor in Basisschaltung an dem dem Empfänger zugeordneten Ende der Verbindungsleitung liegt.

Der Transistor in Emitterschaltung, der sich unmittelbar an der Antenne befindet, hat eine Verstärkung von höchstens »1«, so daß keine Spannungsverstärkung in Antennennähe stattfindet. Weiterhin entkoppelt dieser Transistor die Antenne von der Verbindungsleitung, so daß deren Länge die Bestimmung der Antenne nicht beeinflußt.

Zweckmäßig ist der Transistor in Emitterschaltung der Kaskodeschaltung ein Feldeffekttransistor. Mit Vorteil wird für die Verbindungsleitung zwischen den beiden Transistoren der Kaskodeschaltung und damit zwischen aktiver Antenne und Empfänger ein Koaxialkabel gewählt.

Ein minimaler Aufwand an Schaltungselementen wird dadurch erzielt, daß der Transistor in Basisschaltung der Kaskodeschaltung mit einer Basis-Kollektor-Spannung von 0 V betrieben wird. Der Demodulator ist galvanisch an den Ausgang der Kaskodeschaltung angekoppelt. Damit erübrigt sich die Erzeugung einer besonderen Eingangsvorspannung.

Zweckmäßig wird als Antenne eine Rahmenantenne vorgesehen.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, die ein Schaltbild der aktiven, abgestimmten Antenne zusammen mit der Verbindungsleitung und dem Hochfrequenzempfänger und -demodulator darstellt, erläutert.

Die abgestimmte Antenne besteht beim Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem Ferritstab 1, auf den eine Induktionsspule 2 gewickelt ist. Die Induktionsspule ist durch einen abstimmbaren Kondensator 3 zu einem abgestimmten Parallelschwingkreis ergänzt.

Der obere Verbindungspunkt der Induktionsspule 2 mit dem Kondensator 3 ist unmittelbar an die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 4 angeschlossen. Die Drain-Elektrode des Feldeffekttransistors 4 wird über den Innenleiter eines Koaxialkabels 5 mit einer Betriebsspannung versorgt. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors 4 ist über ein Potentiometer 6 mit dem Fußpunkt des Parallelschwingkreises verbunden.