DE2535047A1

DE2535047A1 - Breitbandantenne mit geringer gegengewichtsabhaengigkeit

Info

Publication number: DE2535047A1
Application number: DE19752535047
Authority: DE
Inventors: Otto Monschein; Hartwig Dipl Ing Winkelmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1975-08-06
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2535047C2

Description

"Breitbandantenne mit geringer Gegengewichtsabhängigkeit" Die Erfindung betrifft eine Breitbandantenne mit geringer Gegengewichtsabhängigkeit.
Fußpunktgespeiste #/4- bis #/2-Stabantennen haben neben dem Vorteil eines sehr einfachen Aufbaus den Nachteil, daß die vom Stab ausgehenden elektrischen Feldlinien auf dem Gegengewicht enden, so daß die Eingenschften derartiger Antennen stark von der Art und Beschaffenheit des Gegengewichlos abhängen. Diese Abhängigkeit vom Gegengewicht macht sich besonders stark bemerkbar bei Antennen für Fahrzeuge, deren äußerer Aufbau im Betrieb erheblichen Veränderungen ausgesetzt ist, w e z. B. beim Jeep mit abnehmbaren Verdeck oder bei Kampfpanzern, deren Turm mitsamt Kanone drehbar ist.
Daher müssen solche Antennen generell auf dem jeweiligen Einsatzfahrzeug in kleinen Frequenzschrichtten an das Funkgerät angepaßt werden.
Die Gegengewichtsabhängigkeit läßt sich durch Verwendung mittengespeister Antennen bis auf einen vernachlässigbaren Restanteil reduzieren. Mittengespeiste Antennen haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ schmalbandig sind (Bandbreite etwa 10 %).
Es sind bereits schlanke Breitbandantennen für den Kurzwellenbereich bekannt, die jedoch fußpunktgespiet und daher gegongewichtsabhängig sind. Bei diesen Antennen wird die Breitbandigkeit durch Bedämpfung herbeigeführt, indem ein ohmscher Widerstand und eine Induktivität parallelgeschaltet in etwa in das obere Viertel der Antenne eingefügt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst gegengewichtsunabhängige Breitbandantenne zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mittengespeiste Stabantenne vorgesehen ist und daß die Stabantenne im oberen Stabteil durch Einfügen einer Parallelschaltung aus ohmschem Widerstand und Induktivität bedämpft ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform besteht darin, daß die Impedanz im Speisepunkt mittels einer Transformationsleitung mit verschieden abgestuftem Wellenwiderstand auf die Nennimpedanz im Fußpunkt transformiert ist.
Bei einer weiteren günstigen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß der ohmsche Widerstand aus Wärmeableitungsgründen in zwei oder mehr Teilwiderstände aufgeteilt ist und daß die Teilwiderstände mit Koaxialleitungen geeignet gewählten Wellenwiderstandes derart zusammengeschaltet sind, daß sich parallel zur Induktivität ein frequenzunabhängiger reeller Widerstand ergibt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeisiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt das i>rinzip einer mittengespeisten Antenne mit ei übereinander angeordneten Stäben 1 und 2. Durch den unteren Stab ist als Speiseleitung eine Koaxialleitung 4 zum Speisepunkt 3 (Mittenspeisung) geführt. Die Koaxialleitung ist am unteren Ende des Stabes zu einer Spule 5 aufgewickelt, die zusammen mit einer zu ihr parallel liegenden Impedanz G einen Sperrkreis für die Betriebsfrequenz bildet. Dadurch wird eine Stromverteilung erzwungen, die im unteren Stabende ein Minimum hat. die impedanz im Spiesepunkt wi.rd durch di.e koaxiale Zuleitung so transformiert, daß sie zusammen mit einer Anpaßimpedanz 7 einen Fußpunktwiderstand von 50 # ergibt. Die Impedanzen 6 und 7 sind in definierten Schritten durchstimmbar, so daß z. B. der Frequenzbereich zwischen 30 und 76 MHz in 10 Bereichen überstrichen wird. Die Antenne ist also relativ schmalbandig (Bandbreite ca. 10%), andererseits zeigt sie eine nur geringe Abhändigkeit vom Gegenhewicht.
Im Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Brcitbandantenne dargestellt, bei der der obere Stab in zwei Teile 1 und 1' unterteilt ist. Zwischen die beiden Teile ist ein Sperrglied 8 eingefügt, das au einem ohmschen Widerstand 8' und einer diesem parallelgeschalteten Induktivität 8" besteht. Mit.
einer derartigen Antenne läßt sich z. B. der Frequenzbereich von 30 bis 80 MHz ohne Umschaltung erfassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antenne i:;L in Fig. 3 dargestellt. Da die Antenne auch als sendeantenne für Leistungen bis zu 80 W verwendet werden soll, muß die im ohmschen Widerstand 8' des Sperrgliegut des 8 entstehende Wärme möglichst/abgeleitet werden können.
Zu diesem Zweck ist der ohmsche Widerstand in mehrere Einzelwiderestande 8' aufgeteilt, die im Innern des Mittelstabes 1' verteilt sind. Die Widerstände - ausgeführt in Keramik-Siebdruck-Technik - haben guten Wärmekontakt zu dem Metallrohr des Mittelstabes 1'. Sie sind mittels Koaxialleitungen in Serie geschaltet. Die Wellenwiderstände der Koaxialleitungen sind so gewählt, daß sich eine frequenzunabhängige Transformation ergibt. Die koaxiale Zuleitung vom Fußpunkt der Antenne zum Speisepunkt 3 ist als 3-stufiger Leitungstransformator 4' bis 4"' mit geeignet abgestuftem Wellenwiderstand ausgebildet. Damit wird die Impedanz im Speisepunkt breitbandig im Bereich zwischen 30 und 80 MHz auf den Nennwert von 50 # transformiert. Der Sperrkreis am Fußpunkt besteht aus der zu einer Spule 5 aufgewickelten Koaxialleitung und einem parallelgeschalteten Kondensator 6. Die Resonanzfrequenz des so gebildeten Parallelschwindigkreises liegt am unteren Ende des interessierenden Frequenzbereiches. Mit dieser Dimensionierung erhält man über den gesamten Bereich eine gute Unabhängigkeit vom Gegengewicht (Fig. 4). Der trenbereich ergibt sich bei Betrieb auf unterschiedlichen Fahrzeugen vom Kampfpanzer bis zum Jeep mit und ohne Verdeck. Der Sperrkreis am Fußpunkt erzwingt im wesentlichen bei tiefen Frequenzen ein Stromminimum am unteren Antennenende, während dieses bei hohen Frequenzen durch die Abmessugen der Antenne erreicht wird. Fig. 5 zeigt den Verlauf des Antennengewinnes im Frequenzbereich zwischen 30 und 80 MHz, und zwar bezogen auf oinen #/4-Strahler. Im unteren Teil der Bandbreite ist die Bedampfung durch das Sperrglied 8 am wirksamsten. Hier wird ein Teil der aufgenommenen HF-Leistung im ohmschen Widerstand 8' in Wärme umgesetzt, wodurch ein Gewinn von etwa -3db am unteren Ende der Bandbreite bedingt ist. Unterstab 2 und Mittelstab 1' sind aus Gewichtsgründen aus Aluminiumrohren aufgebaut und mit Glasfaser-Epoxidharzgewebe überzogen. Der Oberstab l besteht aus einer Peitsche aus Glaasfaser-Epoxidharzgewebe mit einer zentrisch eingelegten litze. Durch die Kombination von Aluminiumrohr und Epoxidharzgewebe wird eine hohe mechanische Festigkeit hei geringem Gewicht und zugleich eine gute Isolierung gegenüber spannungsführenden Leitungen erreicht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Breitbandantenne mit geringer Gegengewichtsabhängigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittengespeiste Stabantenne vorgesehen ist und daß die Stabantenne im oberen Stabteil durch Einfügen einer Parallelschaltung aus ohmsche Widerstand und Induktivität bedämpft ist.

2. Breitbandantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz im Speisepunkt mittels einer Transformationsleitung mit verschieden abgestuftem Wellenwiderstand auf die Nennimpedanz im Fußpunkt transormiert ist.

3. Breitbandantenne nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Widerstand aus Wärmeableitungsgründen in zwei oder mehr Teilwiderständc aufgeteilt ist und daß die Teilwiderstände mit Koaxialleitungen geeignet gewählten Wellenwiderstandes derart zusammengeschaltet sind, daß sich parallel zur Induktivität ein frequenzunabhängiger reeller Widerstand ergibt.