DE2656729A1 - Eine breitbanddipolantenne - Google Patents

Eine breitbanddipolantenne

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DE2656729A1
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conductor
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

ZPHN. 8Ί4 tr.-'r- · .-'··■ · ..,, VIJ/EVH.
Ν.ν.η·.·::,.ε-ο. -.-..■-.· ','-.'.-rikefc 265Π779 7.12.1976
"Eine Breitbanddipolantenne"
Die Erfindung bezieht sich, auf eine Breitbanddipolantenne mit wenigstens einer Dipolhälfte bzw. einem
Dipolelement, die bzw. das aiis einer Anzahl Subelemente
mit verschiedenen elektrischen Längen zusammengestellt ist, welche Subelemente in einem Kreis auf einer Zylinder- oder Kegelmantelfläche angeordnet und an einem Ende, wo die
elektrische Speisung der Elemente stattfindet, miteinander verbunden sind.
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In einer bekannten Dipolantenne dieser Art besteht jedes Subelement aus einem dünnen elektrischen Leiter und alle Leiter haben eine verschiedene Länge, wobei eine Vielzahl dieser Elemente auf einer Zylindermantelfläche angeordnet sind.
Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass jedes derartige "dünne" Dipolelement nur in einem sehr engen Frequenzband arbeitet. Wenn also der Unterschied zwischen den Längen der jeweiligen Elemente gross ist, kann die Antenne als Ganzes nur bei bestimmten Frequenzen, für die die jeweiligen Elemente abgestimmt sind, arbeiten, aber nicht für zwischenliegende Frequenzen. Es wird dann ebenfalls schwierig sein zu vermeiden, dass manche Elemente in einem höheren Modus schwingen werden, was die Strahlung ausgehend von dem Element, das in dem gewünschten Modus arbeitet, beeinträchtigt. Wenn dagegen der Unterschied zwischen den Längen der jeweiligen Elemente so klein gemacht worden ist, dass die Elemente zusammen ein kontinuierliches Frequenzband bedecken, d.h., derart, dass das Frequenzband für ein Element an das Frequenzband für das nächste Element grenzt oder dieses Frequenzband überlappt, wird diese Antenne als Ganzes trotz der Vielzahl von Elementen nur ein verhältnismässig beschränktes Frequenzband bedecken oder Resonanzen höherer Moden aufweisen.
Es ist ebenfalls bekannt, dass die Bandbreite
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eines Dipolelementes bzw. eines Subelementes dadurch vergrössert werden kann, dass die Dicke bzw. der Durchmesser der verwendeten elektrischen Leiter vergrössert wird. Das Parameter, das die Bandbreite bestimmt, ist mehr die "Schlankheit" des Elementes, d.h. das Verhältnis zwischen Länge
.und Dicke.
Um Material zu sparen ist es möglich, die Elemente aus einer Anzahl dünner elektrischer Leiter herzustellen, die zu einer "käfigartigen" Konstruktion zusammengebaut
werden. Wenn beispielsweise eine Anzahl dicht nebeneinander parallel verbundener elektrischer Leiter mit untereinander gleichen Längen als Mantellinien in einem Zylinder bzw.
einem Kegel angeordnet werden, wird ein Dipolelement dieser Konstruktion dieselbe Bandbreite haben wie der aus nur
einem Teil bestehenden leitende.ii Zylinder bzw. Kegel derselben Grosse. Wenn der Abstand zwischen den Leitern grosser gemacht wird, so dass nur eine geringe Anzahl von Leitern am Umfang angeordnet werden, wird dies dazu führen, dass
die Bandbreite einigermassen abnimmt, aber die Bandbreite wird im Vergleich zu der Bandbreite eines entsprechenden
"dünnen" Dipols noch gross sein.
In einer bekannten Konstruktion dieser Art besteht jede Dipolhälfte aus einer Anzahl derartiger "Käfige",
die in einer "Kopf-Schwanz"-Anordnung in einer Reihe angeordnet und in Reihe miteinander elektrisch verbunden sind,
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und zwar mittels Kopplungskapazitäten, die zwischen den Leiterenden in einem Käfig und entgegengesetzten Leiterenden im benachbarten Käfig wirksam sind. Die Leiter in jedem Käfig sind mittels leitender Tragringe an jedem Ende des betreffenden Käfigs auf galvanische Weise miteinander verbunden Die Metallkäfige bilden zusammen einen "dicken Dipol" und der Effekt der genannten Kopplungskapazitäten zwischen den jeweiligen Teilen dieses Dipols ist, dass die elektrische Länge des Dipols mit der Frequenz einigermassen ändern wird.
Ein Nachteil dieses bekannten Dipols ist, dass die Strahlungskeule bzw. das Strahlungsdiagramm frequenzabhängig sein wird, und insbesondere dass die Keule kleiner sein wird (abgeflacht) für höhere Frequenzen und zwar wegen einer Aperturgrösse, die mit der Frequenz zunimmt. Ausserdem ist die erzielbare Bandbreite sehr beschränkt.
Die Erfindung bezweckt nun, eine Breitbanddipolantenne zu schaffen, die ein Frequenzband von einer Oktave oder mehr bedeckt und ein nahezu konstantes Strahlungsdiagramm über den ganzen Bereich aufweist, welches Strahlungsdiagramm denselben Charakter hat wie das eines abgestimmten Halbwellendipols (Halbwellendipolcharakter) und über das ganze Frequenzband nahezu eine konstante Impedanz aufweist.
Nacli der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass jedes Subelement durch eine Anzahl vorzugsweise wenigstens diei dünne elektrische Leiter gebildet wird,
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die eine Gruppe mit im wesentlichen derselben pliysikalischen Länge der Leiter* in einer Gruppe und mit verschiedenen Längen gegenüber Leitern in anderen Gruppen bilden, welche Leiter in den jeweiligen Gruppen über die genannte Oberfläche verteilt und ineinander verflochten sind, so dass jede Gruppe von Leitern ein sogenanntes "dickes" Subelement bildet und dass wenigstens in einer Gruppe mit den längsten Leitern eine Reaktanz mit einem Tiefpasscliarakter, wie eine induktive Reaktanz, ein Tiefjjassfilter oder ein Bandsperrfilter in Reihe mit jedem Leiter in der genannten Gruppe (den genannten Gruppen) angeordnet ist, welche Reaktanzen eine hohe Impedanz für hohe Frequenzen aufweisen und zwar zur Vermeidung von Erregung der Gruppe (Gruppen) mit den genannten längeren Leitern in höheren Moden mit hohen Frequenzen.
Durch die Tatsache, dass die dünnen elektrischen Leiter in den jeweiligen Gruppen, d.h. die Subelemente, auf einer kreisförmigen Oberfläche liegen, wobei die Leiter in den jeweiligen Gruppen verflochten sind, wird eine Anzahl parallel verbundener "dicker" Subelemente erhalten, die alle in bezug auf den Dux-chmesser der genannten Oberfläche eine wesentliche Bandbreite haben. Venn die Längen der elektrischen Leiter derart angepasst sind, dass die Frequenzbänder für die jeweiligen Gruppen bzw. Subelemente dicht beieinander liegen, wird ein maximaLes kontinuierliches
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Frequenzband für die ganze Dipolantenne erhalten, welches Frequenzband der Summe der Bandbreiton für die Subelemente nahezu entspricht.
Der Effekt der genannten Reaktanzen wenigstens in der Gruppe mit den längsten Leitern ist, die äusseren Teile der genannten Leiter für hohe Frequenzen unwirksam zu machen, •wodurch eine Erregung dieser langen Leiter über ihre ganze Länge für hohe Frequenzen vermifxlen wird aber für niedrige Frequenzen weisen die genannten Reaktanzen eine niedrige Impedanz auf und die Leiter sind über ihre ganze Länge für diese Frequenzen wirksam .
Wenn derartige Reaktanzen in allen Gruppen mit Ausnahme in der Gruppe mit den kürzesten Leitern zur Vermeidung davon, dass irgendeine Gruppe in einem anderen Modus als im Halbwellenmodus angeregt wird, vorgesehen werden, wird gewährleistet, dass die Stralilungskeule bzw. das Strahlungsdiagramm über das ganze Frequenzband konstant sein wird. Die Tatsache, dass die Antenne für jede Frequenz als ideale HalbwellendlpoLantenne mit dem Charakter eines sogenannten "dicken" Dipols wirksam ist, gewährleistet weiter, dass die Antermenimpedanz nur geringe Aenderungen über das ganze Frequenzband aufweisen wird. Auf diese Weise 1st also ein breites Band von einer Oktave oder mehr mit einem konstanten Strahlungsdiagramm entsprechend dem Strahlungsdiagramm für einen idealen Halbwellendipol und
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. 8^0.
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einer im wesentlichen konstanten Impedanz über das ganze Frequenzband kombiniert worden.
Die genannten Reaktanzen können auf geeignete Weise die Eingangsimpedanz einer Drossel bzw. eines Resonators sein, die bzw. der sich, längs der äusseren Teile der genannten längeren Leiter erstreckt und wobei der Eingang den inneren Enden der Leiter zugewandt ist, an welchen Enden die Speisung stattfindet.
Zur Verbreiterung des Frequenzbandes, in dem die Reaktanzen eine hohe Impedanz aufweisen, können die genannten Drosselspulen mehrere Reflexionsstellen bzw. Flächen verteilter Reflexionen innerhalb der Drosselspule und verschiedene Resonanzstrukturen aufweisen.
Die Drosselspulen können auf geeignete Veise
durch Leiterteile gebildet werden, die sich von den äusseren Enden der genannten längeren Leiter erstrecken, wobei sie mit den genannten Enden elektrisch verbunden sind, und zwar im wesentlichen parallel zu dem betreffenden Leiter und an einem offenen Ende enden, das den genannten Eingang für die Drosselspule bildet. Die Leiter, die Dipolantennenelemente bilden und die Leiterteile, die die Drosselspulen bilden, sind beide als metallische Folien oder metallische Schichten gebildet, die auf der genannten Zylinder- oder Kegelmantelfläche liegen.
Nach einem weiteren; Aspekt der Erfindung können die genannten Reaktanzen mit Reihenausgieichsreaktanzen
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kombiniert werden, die an den Speiseenden der Leiter angeordnet sind, welche Ausgleiclisreaktanzen derart gewählt worden sind, dass sie die gegenseitige Kopplungsreaktanz der Leiter in den übrigen Gruppen nahezu ausgleichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Dipolantenne,
Fig. 2 eine Ansicht entsprechend der Linie S-S aus Fig. 1 des oberen Dipolelementes in Fig. 1,
Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen von zwei bevorzugten Ausführungsformen von Dipolelementleitern mit Reihenreaktanzen zur Vermeidung einer Anregung des betreffenden Leiters in einem nicht gewünschten Modus und
Fig. 5 eine Darstellung einer Dipolantenne nach der Erfindung, wobei das untere Dipolelement eine alternative Konstruktion hat.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht eine erfindungsgemässe Dipolantenne aus zwei nahezu gleichen fluchtend angeordneten zylinderförmigen Dipolelementen HI, H2, die aus je einem zylinderförmigen Kunststoffrohr P1 und P2 bestehen, welche Elemente an ihren Endflächen, die zueinander gerichtet sind, durch einen metallischen Konus K1, K2 abgeschlossen sind. Die kegelförmigen einander zugewandten
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Enden, die auf geeignete Weise, wie dargestellt, einigermassen als Kegelstumpf ausgebildet sein können, sind"mit dem inneren Leiter J bzw. dem äusseren Leiter Y einer Speiseleitung, die als Koaxialkabel ausgebildet ist, galvanisch verbunden, welches Kabel mit einem Rundfunksender bzw. einem Rundfunkempfänger verbunden ist. Parallel zu den kegelförmigen Enden ist eine Anpassreaktanz Z.. vorgesehen und in der Speiseleitung in der Nähe der Verbindung mit den metallischen Kegeln ist ein Transformator TRF vorgesehen. Dadurch ist die charakteristische Impedanz Zn der Speiseleitung an die Impedanz Z im Spalt zwischen den metallischen Kegeln angepasst.
Nach der Erfindung ist eine Anzahl dünner elektrischer Leiter, beispielsweise in der Form metallischer "Streifen bzw."Drahte mit "beliebigem Querschnitt, im wesentlichen axial am Aussenumfang jedes Kunststoffrohres P1, P2 angeordnet, wobei ein Ende mit der Basis des betreffenden Kegels K1, K2 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat jedes Kunststoffrohr insgesamt neun elektrische Leiter, die in drei Gruppen mit im wesentlichen gleichen Längen der Leiter in jeder Gruppe aber mit verschiedenen Längen der Leiter in den jeweiligen Gruppen aufgeteilt sind. Die erste Gruppe elektrischer Leiter mit der grössten Länge enthält die Leiter A1, A2, A3 (das obere Antennenelement) und A4, A5 A6 (das untere Antennenelement), die folgende
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Gruppe enthält die elektrischen Leiter B1 , B2, B3 und Β*! , Β5, Bö, während die letzte Gruppe in der die Leiter mit der kleinsten Länge sind, die Leiter C1 , C2, C3 bz%. C4, C5 und C6 enthalten. In der Nähe der Verbindung mit der Basiskante des betreffenden metallischen Kegels K1, K2 ist in jedem elektrischen Leiter eine eigene Reihenreaktanz vorgesehen, die durch Z. für die längsten Leiter A1 - A6, durch Z_ für die Leiter B1 — B6 und durch Z_ für die kürzesten Leiter C1 - C6 bezeichnet worden ist. Die Reaktanzen Z., Zn, Z„
A. Ϊ5 O
-können im einfachsten Fall beispielsweise kleine Reihenschleifen (induktanz), kleine Reihenkapazitanz oder gegebenenfalls in einigen der Gruppen gleich Nul}. sein. Die längsten Elemente A1-A6 können gegebenenfalls, wie dies durch gestrichelte Linien in der Zeichnung dargestellt ist, über einen metallischen Streifen L1 bzw. L2 an ihren äusseren freien Enden miteinander galvanisch verbunden sein.
Nach Fig. 2 sind die dünnen elektrischen Leiter derart am Umfang des Eunststoffrohres angeordnet, dass die Leiter in jeder Gruppe mit einer nahezu gleichen Verteilung am Umfang angeordnet sind, d.h. in einem gegenseitigen Abstand von etwa 120° und die Leiter in den jeweiligen Gruppen sind miteinander verflochten, so dass immer zwei Leiter, die zu zwei verschiedenen Gruppen gehören, zwischen zwei Leitern aus ein und derselben Gruppe liegen. Anfangend beispielsweise beim Leiter A1 in der ersten Gruppe (die
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längsten Leiter) und im Uhxzeigergegensinn am Umfang laufend wird also ein Leiter 331 aus der zweiten Gruppe folgen und danach, ein Leiter C1 aus der dritten Gruppe. Danach wird wieder ein Leiter A2 aus der ersten Gruppe erreicht und dies Ganze wiederholt sich. Dasselbe gilt für die zweite Dipolhälfte bzw. das zweite Dipolelement H2.
. Die Drei Leiter A1 - A3, B1 - B3, C1 - C3, A4 - Aß, B4 — Bö, C4 — C6 in jeder Gruppe bilden zusammen ein Subelement und wegen der Tatsache, dass die elektrischen Leiter A1 - Aß, B1 - B6, C1 - C6 in jeder Gruppe räumlich verteilt sind, bildet dieses Subelement einen sogenannten "dicken" Dipol. Die "Dicke" des Dipols oder eher die "Schlankheit" d.h. das Verhältnis zwischen der Länge und der Dicke, wird die Bandbreite des Dipolelementes bestimmen, welche Bandbreite bei abnehmender Schlankheit (oder zunehmender Dicke) zunimmt. Es lässt sich darlegen, dass ein Dipolelement, das aus drei dünnen elektrischen Leitern besteht, die, wie dargestellt, gleichmässig am Umfang eines Kreises verteilt sind, eine Bandbreite hat, die der Bandbreite entspricht, die mit einem Dipolelement erhalten werden würde, das als ganzer leitender Zylinder ausgebildet wäre, wobei der Durchmesser etwa 75$ des Durchmessers des genannten Kreises ist. Die "äquivalente Dicke" für all diese Subelemente ist folglich in dem gegebenen Beispiel etwa 75$ des Durchmessers D des Kunststoffrohres, auf dem
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die Leiter angeordnet sind (dies gilt, wenn jedes Subelement allein wäre).
In der dargestellten erfindungsgemassen Anordnung, die verflochtene Leiter aus verschiedenen Gruppen oder Subelementen enthält, verursachen jedoch die elektrischen Leiter, die zu den übrigen Subelementen gehören Kopplungsreaktanzen in einem bestimmten Dipol, welche Kopplungsreaktanzen zur Verringerung der Bandbreite in dem betreffenden Dipol führen werden und zwar im Vergleich zu der Bandbreite, die dieser haben würde wenn er allein wäre. Um diesen Effekt zu verringern sind die genannten Reihenreaktanzen Z., ΖΏ
A r>
und Z_ in jedem elektrischen Leiter vorgesehen, welche Reihenreaktanzen derart zusammengestellt und bemessen sind, dass sie die genannten Kopplungsreaktanzen möglichst ausgleichen. Wenn also eine Kopplungsreaktanz der übrigen elektrischen Leiter in einem Subelement eine induktive Impedanz eines bestimmten Wertes ist, wird eine kapazitive Impedanz desselben Wertes in die Leiter des betreffenden Subelementes vorgesehen. Wenn die Kopplungsreaktanz von übrigen Sub- . elementen in einem Subelement eine kapazitive Impedanz ist, wird statt dessen eine induktive Impedanz in dem Leiter vorgesehen. In einem Beispiel ist Z. = 0 und Zx, und Z~ ist
A. -D O
eine induktive bzw. kapazitive Impedanz. Andererseits können die Reaktanzen verwickelter sein und eine komplexere Frequenzkennlinie aufweisen.
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Bei einer richtigen Bemessung der jeweiligen Reaktanzen Z., Z^, Z„ wird jedes Subelement eine otpimale Bandbreite haben. Die Länge der jeweiligen Subelemente wird die Mittenfrequenz für das betreffende Element bestimmen und diese Längen sind beispielsweise derart in bezug auf die betreffenden Bandbreiten der Subelemente gewählt worden, dass die jeweiligen Frequenzbänder dicht beieinander liegen, wodurch die ganze Dipolantenne eine Eandbreite hat, die der Summe der Bandbreiten der Subelemente entspricht.
Da die Bandbreite der Antenne eine Oktave wesentlich überschreitet, kann der Stromfluss am äussersten Teil der längsten Leiter in bezug auf den Strom in den übrigen Teilen des Dipolelementes bei den höchsten Frequenzen inner-r halb des Antennenfrequenzbandes gegenphasig sein. Dies lässt sich auch derart sagen, dass die längsten Leiter bei den höchsten Frequenzen in dem Frequenzband zum Schwingen gebracht werden können und zwar beispielsweise in einem 3/2 "λ,-Modus .
Nach der Erfindung wird dies dadurch vermieden, dass Reaktanzen, die in Fig. 1 durch Z.. bezeichnet sind, in Reihe mit jedem Leiter A1 - A6 in der Gruppe mit den längsten Leitern etwa in der Mitte des betreffenden Leiters angeordnet wird. Die Reaktanzen Z.. haben einen Tiefpasscharakter und können durch eine induktive Reaktanz, ein Tiefpassfilter oder durch ein Bandsperrfilter gebildet werden,
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-Ur-
Die Reaktanzen Z...bilden - eine hohe Impedanz für die höchsten Frequenzen im Antennenfrequenzband, bei welchen Frequenzen die kürzesten Leiter im i/2 7i~Modus arbeiten. Dadurch ist vermieden worden, dass die längsten Leiter A1 - A6 über ihre ganze Länge bei diesen hohen Frequenzen wirksam sind, wodurch eine Anregung der längsten Leiter im 3/2 ~}\ -Modus für die höchsten Frequenzen vermieden wird. Die Anordnung und Bemessung der Reaktanzen Z. . kann weiter derart sein, dass Anregung der längsten Leiter in einem 7\ -Modus ebenfalls bei diesen hohen Frequenzen vermieden wird. Die Reaktanzen Z.. können weiter derart sein, dass sie für mittlere Frequenzen innerhalb des Antennenfrequenzbandes dennoch einen hohen Impedanzwert haben, für welche Frequenzen die Antennendipolelemente mittlerer Länge B1 - Bö im 7^ r-Modus arbeiten. Dadurch wird ebenfalls Anregung der längsten Leiter bei diesen mittleren Frequenzen vermieden. E:rst wenn die Frequenz so niedrig ist, dass die Leiter mit mittlerer Länge zu kurz sind zum Anregen im A/2-Modus hat der Impedanzwert von Z derart abgenommen, dass die längsten Leiter über ihre ganze Länge wirksam sind und eine Halbwelle dieser niedrigen Frequenz (eine Viertelwelle auf jeder Dipolhälfte) tragen. Entsprechende Reaktanzen können ebenfalls in den Leitern mittlerer Länge B1-B6 vorgesehen werden. Diese Reaktanzen sind dann derart bemessen, dass sie für die höchsten Frequenzen innerhalb des Antennenfrequenzbandes
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eine hohe Impedanz aufweisen und eine Anregung der Leiter mit mittlerer Länge in einem anderen Modus als ^V/2 vermeiden,
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Leiter A in der längsten Gruppe mit den Reihenreaktanzen Z Diese Reaktanz Z. . ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die' Eingangsimpedanz von zwei Drosselresonatoren D1 und D„ gebildet, welche Resonatoren zwischen zwei metallischen Schenkeln E1, E? und dem Leiter A selbst gebildet sind. Die Schenkel E1, E_ sind mit dem Leiter A am äusseren Ende des Leiters elektrisch verbunden und erstrecken sich über einen geringen Abstand vom Leiter A längs des äusseren Teils desselben. Die inneren Enden der Drosseln D1, D„ bilden Reflexionspunkte .R0 und die Impedanz-Frequenzkennlinie für Z.. wird u.a. durch den Abstand zwischen diesen Reflexions-
punkten und der Eingangsöffnung bestimmt. Der ¥ert von Z. wird für das höchste Frequenzband und für das mittlere Frequenzband hoch sein. Nur für das untere Frequenzband im Antenneband ist Z.. niedrig. Für diese niedrigen Frequenzen ist der Leiter A über die ganze Länge H wirksam und über diese ganze Länge H wird eine" Viertelwelle gebildet ( eine halbe Welle fürr die beiden Dipolelemente).
Um das Frequenzband, in dem Z.. eine hohe Impedanz bildet, zu vergrössern, können mehrere Reflexionspunkte innerhalb der Drosseln vorgesehen werden. Ein Beispiel davon
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ist auf dem rechten Schenkel E„ in Fig. 3 dargestellt, der senkrecht auf dem Leiter angeordnet ist. Dadurch wird eine verteilte Reflexion in der Drossel E„ erreicht. Ein Reflexionspunkt R1 kann ebenfalls in einer der Drosseln, die dichter bei der Eingangsöffnung liegt als in der zweiten Drossel vorgesehen werden, wie dies durch gestrichelte Linien in Fig. 3 dargestellt ist. Im linken Teil in Fig. 3 ist dargestellt, dass der Schenkel E1 am unteren Ende mit einer Schulter R„ versehen werden kann und hinter dieser Schulter sich in einem Teil E1· fortsetzen kann, welcher Teil sich in einem grösseren Abstand vom Leiter A erstreckt. Die Schulter R„ bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen zusätzlichen Reflexionspunkt.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines "Dipolelementleiters mit Reiheninduktanz, wobei es sich in diesem Fall um einen Leiter B mittlerer Länge handelt. Die Reihenreaktanz, in diesem Ausführungsbeispiel als Z„_ bezeichnet, ist auch hier durch die Eingangsimpedanz von zwei Drosselresonatoren D„, Dr gebildet, die durch leitende Schenkel E„, E. gebildet werden. Diese leitenden Schenkel E_, El erstrecken sich vom äusseren Ende des Leiters B, wo sie mit dem genannten Leiter elektrisch verbunden sind, in Richtung zum gegenüberliegenden Ende des Leiters, wo die Speisung stattfindet. Eine Drossel D„ in Fig. 4 auf der linken Seite dargestellt, erstreckt sich von der Eingangs-
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öffnung zum äusseren Ende des Leiters. In der zweiten Drossel bildet eine Kurz Schluss wand R„ einen Reflexionspunkt,* der näher an der Eingangsöffnung liegt und eine zweite Resonanz gibt.
Die Drosseln in den Fig. 3 und h bilden Sperrfilter, die nur aus reaktiven Elementen bestehen, wobei diese Elemente durch raumverteilte Reflexionspunkte und im Frequenzspektrum verteilte Resonanzspitzen gebildet werdeno Wenn die Reaktanzen Z.. und ΖΏ derart angeordnet
AA iiii
und bemessen werden, dass sie Anregung der betreffenden Leitergruppe in jedem anderen Modus als im Halbwellenmodus entsprechend der physikalischen Länge der betreffenden Leiter vermeiden, wird die Funktion der ganzen Dipolantenne derart sein, dass die kürzesten Leiter ohne Reaktanzen bei "den "höchsten Frequenzen im Antennenband im Betrieb sind. Für Mittelfrequenzen innerhalb des Bandes arbeiten die Leiter mittlerer Länge und bei den niedrigsten Frequenzen werden nur die längsten Leiter im Betrieb sein. Für alle Frequenzen ist die Antenne als idealer Dipol im Halbwellenmodus wirksam.
Fig. 5 zeigt schliesslich eine erfindungsgemässe Dipolantenne. In diesem Fall wird das untere Dipolelement auf eine andere Weise mit kegelförmig angeordneten Leitern gebildet. Das obere Dipolelement, das in diesem Fall als H1 bezeichnet ist und dieselbe Konstruktion haben kann,
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wie diese in bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist, wird nach Fig. 5 durch einen Antennenmast M getragen und die ganze Einheit wird durch drei oder vier Kabel, von denen in der Zeichnung zwei Stück T1, T2 sichtbar sind, aufrecht gehalten. Das untere Dipolelement ist in diesem Fall ebenso wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel durch elektrische Leiter verschiedener Länge gebildet, welche Leiter jedoch nun nicht an der Aussenseite eines isolierenden Rohres sondern von verschiedenen Punkten auf einem leitenden Flansch G am unteren Ende des oberen Dipolelementes längs des betreffenden den Mast aufrecht haltenden Drahtes zu einem Punkt U auf dem Draht, wo ein Isolator angeordnet ist, angeordnet sind. Zwei Leiter A75 C7 sind als Beispiel in der Zeichnung dargestellt. Vom Endpunkt des betreffenden Leiters erstrecken sich diese Leiter über isolierte Drähte ¥ zu dem betreffenden Punkt U, wo sie am Isolator befestigt sind. In dem Ausführungsbeispiel mit drei Drähten hat jeder dieser Drähte drei verschieden lange Leiter, wodurch ein Dipolelement erhalten wird, das im wesentlichen dieselbe Kennlinie hat wie das obenstehend beschriebene Element.
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Claims (1)

  1. 2"Jlly.. 8^*0.
    7.12.76.
    PATENTANSPRÜCHE:
    1 .J Eine Breitbanddipol an tenne mit wenigstens einer Dipolhälfte bzw, einem Dipololoment, die bzw. das aus einer Anzahl Subelemente verschiedener elektrischer Längen zusammengestellt ist, welche Subelemente a.xiC einer Zylinder- oder Kegelmantelfläche angeordnet und an einem Ende miteinander verbunden sind, an welchem Ende die elektrische Speisung der Elemente stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Subelement durch eine An ζ aiii, vorzugsweise wenigstens drei dünner elektrischer Leiter gebildet wird, die eine Gruppe bilden mit im wesentlichen derselben physikalischen Länge der Leiter innerhalb einer Gruppe und mit verschiedenen Längen der Leiter in verschiedenen Grtippen, welche Leiter in den jeweiligen Gruppen über die genannte Fläche verteilt und miteinander verwoben sind, so dass jede Gruppe von Leitern ein sogenanntes "dickes" Subelement bildet und dass wenigstens in der Gruppe mit den längsten Leitern eine Reaktanz mit einem Tiefpasscharakter, wie eine induktive Reaktanz, ein Tiefpassfilber oder ein Bandsperrfilter in Reihe mit jedem Leiter in der genannten Gruppe (den genannten Gruppen) angeordnet ist, welche Reaktanzen eine hohe Impedanz für hohe Frequenzen aufweisen und zwar zur Vermeidung einer Anregung der Gruppe (Grupjjen) mit den genannten Längeren Leitern in höheren Moden bei hohen Frequenzen,
    709827/0623
    ZPHN. 8440 7·12.76.
    2. Eine Breitbaiiddipolantorme nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter in allen Gruppen mit Ausnahme der Grtippe mit den kürzesten Leitern Reaktanzen aufweisen zur Vermeidung einer Anregung der betreffenden Gruppe in einem anderen Modus als im Halbwellenmodus. 3- Eine Brei tbanddipolaiiteiiniie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Reihenreaktanzen etwa in der Mitte des betreffenden Leiters liegen. K. Eine Breitbanddipolantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reihenreaktanz in allen Leitern nahe dem gemeinsamen Speiseende angeordnet ist, welche zweiten Reaktanzen für jede Gruppe spezifisch und derart gewählt worden sind, dass sie im wesentlichen die Kopplungsreaktanz der Leiter in den anderen Gruppen ausgleichen.
    5· Eine Breitbanddipolantenne nach einem der Ansprüche 1 bis k,' dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der elektrischen Leiter derart angepasst sind, dass die Frequenzbänder der jeweiligen Gruppen von Subelementen aneinander grenzen, so dass für die ganze Dipolantenne ein im wesentlichen kontinuierliches Uebertragungsfrequenzband erhalten wird.
    6. Eine Breltbanddipolantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Reaktanz mit dem Tiefpasscharakter durch die Eingangsimpedanz eines
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    ZPHN. 8440. 7.12.76.
    Resonators gebildet wird, der· sich längs der äusseren Teile der genannten längeren Leiter erstreckt und den Eingang zu den inneren Enden der Leiter hat, an welchen Enden die Speisung stattfindet.
    7. Eine Breitbanddipolantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der genannten Resonatoren verschiedene Reflexionspunkte bzw. Gebiete verteilter Reflexionen aufweist und zwar zur Bildung einer hohen Reaktanz über ein breites Frequenzband.
    8. Eine Breitbanddipolantenne nach Anspruch 6 oder J, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der genannten längeren Leiter zwei Drosselz^esonatoren aufweist, die durch zwei Leiterteile gebildet werden, die ebenfalls auf der genannten Mantelfläche, auf jeder Seite des betreffenden Leiters liegen und sich von den äusseren Enden der genannten längeren Leiter erstrecken, mit welchen Enden sie elektrisch verbunden sind, im wesentlichen parallel zum Leiter längs eines Teils des Leiters und an einem offenen Ende, das den genannten Eingang des Resonators bildet, enden.
    9. Eine Breitbanddipolantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der genannten Resonatoren, die durch Vlen äusseren Teil eines längeren Leiters gebildet werden und die genannten Leiterteile .Reflexionspunkte haben, die durch Schultern auf den
    709827/0 623
    ZPHN.
    7.12.76.
    genannten Leiterieilen gebildet werden, oder Endwände auf verschiedenen Höhen von der Eingangsöffnung zur Bildung der genannten verteilten Reflexionen.
    10. Eine Breitbanddipolantenne nach Anspruch 8 oder 9j dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter, die die Dipolantennenelemente bilden und die Leiterteile, die die Resonatoren auf den genannten Leitern bilden, als metallische Folien oder metallische Schichten gebildet sind, die auf der genannten Zylinder- oder Kegelmantelfläclie liegen.
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