DE2657441C3 - Anordnung zum Speisen eines symmetrischen Dipols - Google Patents
Anordnung zum Speisen eines symmetrischen DipolsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Speisen eines insbesondere elektrisch kurzen symmetrischen
Dipols über eine unsymmetrische Speiseleitung mit einer an die beiden Dipolhälften angeschlossenen
tbstimmbaren Transformationsschaltung und einem vorgeschalteten Symmetrierübertrager.
Um horizontale Dipole in einem breiten Frequenzband mit optimalem Wirkungsgrad von einem Sender
ipeisen zu können ist es erforderlich, zwischen Dipol und Sender eine Transformationsschaltung anzuordnen.
Damit der Dipol außerdem vom Sender über eine unsymmetrische Koaxialleitung gespeist werden kann,
ist zusätzlich noch ein zwischengeschalteter Symmetrierübertrager nötig. Nachdem solche horizontalen
Dipole einerseits zur Erzeugung des gewünschten Strahlungsdiagrammes und andererseits zur Reduzierung
der Verluste im Boden meist auf relativ hohen Masten oberhalb des Erdbodens montiert werden, ist
eine relativ lange Koaxialleitung längs des Mastes zwischen Sender und Sipol nötig. Aus Wirkugsgrad- und
Transformationsgründen ist es vorteilhaft, die Transformationsschaltung und den Symmetrierübertrager unmittelbar
im Dipolspeisepunkt oben am Mast anzuordnen.
Es ist zu diesem Zweck bekannt, unmittelbar an den symmetrischen Speisepunkt des symmetrischen Dipols,
der je nach Frequenz eine mehr oder weniger gut an den Wellenwiderstand des Speisekabels angepaßte Eingangsimpedanz
besitzt, eine symmetrische Transformationsschaltung anzuschließen und diese über einen
Symmetrierübertrager symmetrisch zu speisen, der eingangsseitig mit dem unsymmetrischen koaxialen
Speisekabel verbunden ist Es wird hierbei davon
ίο ausgegangen, daß ein symmetrischer Dipol in seinem
Speisepunkt durch zwei gegenphasige jedoch betragsmäßig gleich große Ströme gespeist werden muß, die
von dem Symmetrierübertrager geliefert werden und daß deshalb die zwischengeschaltete Transformationsschaltung
unbedingt ebenfalls symmetrisch aufgebaut sein muß, damit die Symmetrie der Ströme zwischen
Symmetrierübertrager Ausgang und Dipolspeisepunkt erhalten bleibt. Derartige symmetrische Transformationsschaltungen
benötigen eine große Anzahl an Blindelementen und Einstellgliedern und solche oben
am Mast unmittelbar am Dipol befestigte symmetrische Transformationsschaltungen sind deshalb relativ teuer,
besitzen außerdem große Abmessungen und ein hohes Gewicht und die Abstimmung einer solchen symmetrisehen
Transformationsschaltung ist aufwendig.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Speiseanordnung für symmetrische Dipole zu schaffen, bei welcher
die unmittelbar am Dipol angeordnete Transformationsschahung sehr einfach und billig realisiert und auch
einfach abgestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Speiseanordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Speiseanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Wahl eines speziellen an sich bekannten Symmetrier-Übertragers,
der unabhängig davon, ob er ausgangsseitig mit einer symmetrischen oder mit einer unsymmetrischen
Schaltung abgeschlossen ist, an seinem symmetrischen Ausgang als Stromquelle für gleich große,
gegenphasige Ströme wirkt, die nachfolgende Transformationsschaltung nicht mehr als symmetrische Schaltung
aufgebaut sein muß, wie dies die Fachwelt bisher für nötig hielt, sondern daß hierfür genauso gut eine
übliche unsymmetrische Transformationsschaltung geeignet ist, wie sie bisher nur bei Stabantennen und
dergleichen unsymmetrischen Antennen eingesetzt wurde. Eine solche unsymmetrische Transformationsschaltung, die in bekannter Weise als T-, π- oder
L-Schaltung mit verlustarmen Blindwiderständen aufgebaut
sein kann und bei der nur in einem Zweig, also nur am Anschlußpunkt der einen Dipolhälfte, Blindwiderstände
geschaltet sind, während der andere durchgehende Zweig zwischen Eingang und Ausgang, also der an
der anderen Dipolhälfte angeschaltete Zweig, keine Blindwiderstände enthält, kann sehr einfach und billig
mit nur wenigen Blindwiderständen realisiert werden, und es sind zur Abstimmung auch nur wenige
Einstellglieder nötig, so daß bei einem Frequenzwechsel oder geänderten Anpassungsbedingungen eine sehr
einfache und schnelle Ferneinstellung der Transformationsschaltung möglich ist. Es ist auch ein sehr einfacher
gedrungener Gesamtaufbau möglich, die gesamte Transformationsschaltung samt Symmetrierübertrager
kann unmittelbar im Speisepunkt des Dipols integriert
werden. Als Symmetrierübertrager mit den oben geschilderten speziellen Eigenschaften eignen sich
beispielsweise bekannte Sperrtopfanordnungen; ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, #enn gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung hierfür ein sogenannter Guanella-Obertrager verwendet wird (Brown,
Boveri Mitteilungen September 1944, S. 327 und 328), der sehr einfach und billig beispielsweise durch
Aufwickeln eines Koaxialleitungsstückes zu einer Spule realisiert werden kann und der an seinem Ausgang die
gewünschten gegenphasigen, gleich großen Speiseströme für die Dipolhälften liefert Hierbei hat es sich
weiterhin als vorteilhaft erwiesen, nicht wie an sich naheliegend den Innenleiter des Koaxialleitungsstückes
mit dem die Blindwiderstände aufweisenden Zweig der anschließenden unsymmetrischen Transformationsschaltung und den Außenleiter mit der durchgehenden
Leitung dieser Transformationsschaltung zu verbinden, sondern gerade umgekehrt den Innenle-ter mi* der
durchgehenden Leitung und den Außenleiter mit dem die Blindwiderstände aufweisenden Zweig. Hierdurch
wird der Vorteil erzielt, daß der durch die zu einer Spule aufgewickelte Koaxialleitung gebildete Symmetrierübertrager
(Guanella-Übertrager) mit kleineren Blindströmen beaufschlagt ist
Obwohl die Erfindung im Vorstehenden zum leichteren Verständnis im Zusammenhang mit einer
Sendeantenne beschrieben ist, ist das gleiche Prinzip mit den gleichen Vorteilen in analoger Weise auch bei einer
Empfangsantenne verwendbar, bei der ein üblicher horizontaler Dipol über eine relativ lange unsymmtirische
Koaxialleitung mit dem Empfänger verbunden ist und bei dem unmittelbar im Dipolfußpunkt eine
abstimmbare unsymmetrische Transformationsschaltung mit Symmetrierübertrager angeordnet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung am Ausführungsbeispiel einer
Senderantenne näher erläutert
Die Figur zeigt einen aus den beiden Dipolhälften 1 und 2 bestehenden vorzugsweise elektrisch kurzen
Dipol, dessen Eingangsimpedanz zwischen seinen Anschlußpunkten 3 und 4 stark frequenzabhängig ist.
Der Dipol ist am oberen Ende eines schematisch angedeuteten Mastes 5 befestigt Er wird über ein zum
Sender führendes Koaxialkabel 6 gespeist Zur Transformation und Anpassung der von der Frequenz und
den elektrischen Eigenschaften der Umgebung des Dipols abhängigfn Eingangsimpedenz des Dipols I12 an
den Wellenwiderstand des Speisekabels 6 ist unmittelbar an die Anschlußpunkte 3 und 4 eine unsymmetrische
Transformationsschaltung 7 angeschlossen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als L-Transformationsglied bestehend aus den beiden veränderbaren Blindwiderständen
8 und 9 ausgebildet ist Der eine Anschluß 11 dieser unsymmetrischen Transformationsschaltung 7
ist unmittelbar mit dem Fußpunkt 4 der Dipolhälfte 2 verbunden, während zwischen dem anderen Anschluß
12 und dem Fußpunkt 3 der andere Dipolhälfte 1 der eine Blindwiderstand 8 zwischengeschaltet ist Der
durch die Anschlüsse 11 und 12 gebildete Eingang der unsymmetrischen Transformationsschaltung 7 ist mit
dem Ausgang eines sogenannten Guanelle-Symmetrierübertragers 10 verbunden. Dieser GuanrJle-Obertrager
besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einer zu einer Spule gewickelten Koaxialleitung. Ein solcher Übertrager
10 hat die Eigenschaft, gleichphasige Ströme durch seine Wicklungsinduktivität zu sperren und gegenphasige
Ströme ungehindert zu übertragen. Auf diese Weise wird vermieden, daß ein auf die Eigenschaften einer
Koaxialleitung zurückzuführender unsymmetrischer Stromanteil auf der Außenhaut des Außenleiters der
Koaxialleitung zu dem Dipol übertragen wird und dort eine unsymmetrische Strombelegung erzeugt Es werden
an den Anschlüssen 11 und 12 also nur jeweils gleich große, jedoch gegenphasige Ströme / erzeugt und den
Dipolhä!ften 1 und 2 zugeführt, und in den Dipolhälften 1 und 2 fließen gleich große Ströme /1 und /2, die sich
zusammensetzen aus den Strömen /und dem Strom /3 des Blindwiderstandes 9, durch den die Symmetrie aber
nicht gestört wird, da er die Ströme /in gleichem Maße beeinflußt
Die Abstimmung der Blindwiderstände 8 und 9 der Transformationsschaltung 7 erfolgt in bekannter Weise
beispielsweise durch eine geeignete Fernsteuerung über
einen Motor oder eine geeignete Umschalteinrichtung vorzugsweise zusammen mit der Senderabstimmung.
Wegen des unsymmetrischen Aufbaus der Transformatiosschaltung
7 kann diese sehr einfach in einem Metallgehäuse i3 eingebaut werden, und der durchge-
J5 schaltete Zweig dieser Transformationsschaltung zwischen
Anschluß 11 und Dipolspeisepunkt 4 kann unmittelbar durch diese leitende Gehäusewand gebildet
sein. Damit ergibt sich ein besonders einfacher mechanischer Aufbau, da die eine Dipolhälfte 2
unmittelbar leitend am Gehäuse 13 befestigt werden kann und nur für die andere Dipolhälfte 1 eine
entsprechende Durchführung ins Gehäuse 13 und eine entsprechende isolierte Abstützung für diese Dipolhälfte
1 nötig ist. Der Guanella-Übertrager wird vorzugs-
weise in einem Isoliergehäuse 14 angeordnet, das am Mast 5 befestigt ist und unmittelbar als Tragkonstruktion
für das Gehäuse 13 und den Dipol 1,2 dient
Zur Verringerung der Blindströme in der Wicklung des Guanella-Übertragers 10 ist der Innenleiter-Aus-
gang 11 dieses Übertragers mit dem durchgehenden Leitungsstück 15, also mit dem Gehäuse 13, verbunden
während der Außenleiter-Ausgang des Übertragers 10 mit dem den Blindwiderstand 8 enthaltenden Zweig der
unsymmetrischen Transformationsschaltung 7 verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Anordnung zum Speisen eines insbesondere elektrisch kurzen symmetrischen Dipols Ober eine
unsymmetrische Speiseleitung mit einer an die beiden Dipolhälften angeschlossenen abstimmbaren
Transformationsschaltung und einem vorgeschalteten Symmetrier-Übertrager, gekennzeichnet
durch die Verwendung einer an sich bekannten unsymmetrischen Transformationsschaltung (7) in
Kombination mit einem ebenfalls an sich bekannten, unabhängig von seiner ausgangsseitigen Beschattung
zwei gleich große, gegenphasige Ausgangsströme φ liefernden Symmetrier-Übertrager (10).
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bekannten, aus einer zu
einer Spule gewickelten Zweidraht- oder Koaxialleitung gebildeten Symmetrier-Ühertragers (10).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Symmetrier-Obertragers
(10) aus einer Koaxialleitung gebildet ist und der mit dem Außenleiter verbundene Ausgang (12) mit dem
zu dem Transformationselement (8) der unsymmetrischen Transformationsschaltung (7) führenden Eingang
dieser Schaltung und der Innenleiter-Ausgang
(11) mit dem unmittelbar zum Ausgang (4) durchgeschalteten Eingang dieser unsymmetrischen
Transformationsschaltung (7) verbunden ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
unsymmetrische Transformationsschaltung (7) in einem leitenden Gehäuse (13) angeordnet ist, das mit
dem durchgehenden Zweig (15) der unsymmetrischen Transformationsschahung (7) leitend verbunden
ist, und daß die eine Dipolhälfte (2) unmittelbar an diesem Gehäuse (13) leitend befestigt ist, während
die andere Dipolhälfte (1) durch eine Ausnehmung im Gehäuse (13) hindurch mit dem zum Transformationselement
(8) führenden Zweig der Transformationsschaltung (7) verbunden ist.
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Families Citing this family (1)
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- 1976-12-17 DE DE19762657441 patent/DE2657441C3/de not_active Expired
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