DE2910813A1 - Rundstrahlmehrbandantenne - Google Patents

Description

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Rund s trahlraehrbandant enne.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rund-

strahlmehrbandantenne, an die eine Anzahl Sendeempfänger gleichzeitig angeschlossen betrieben werden können, entweder als Sender oder als Empfänger.

In der Praxis bestand eine derartige Antenne für mehrere Verbindungen bisher z.B. aus einer Stabantenne, an die die Sender über ein Tiiderstandsnetzwerk wegen der erforderlichen gegenseitigen Trennung angeschlossen sind. Dabei treten grosse Verluste auf mit der Folge, dass die Sender immer grosser werden mussten, die wieder Wärmeableitungsprobleme geben.

In der Praxis ist auch eine Stabantenne

verwendet worden, an die nur ein Leistungsverstärker angeschlossen ist, der die Summe der auszustrahlenden Signalo verarbeiteti Dabei werden an die Linearität des Verstärkers hohe Anforderungen gestellt, was hohe Kosten mit sich bringt.

Auch wurden in der Praxis zwei einzelne Antennen verwendet, und zwar eine Sendeantenne und eine Etnpfaiigsautenne. Abgesehen von denselben Problemen wie bei den bereits genannten Anwendungen, müssen zwei statt nur eine Antenne aufgerichtet werden, was opex"ationell nicht interessant ist.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, die obengenannten Probleme auszuschalten und eine Rundstrahlmehr-

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bandantenne zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Anzahl Sendeempfänger daran anzuschliessen und gleichzeitig zu betreiben» entweder als Sender oder als Empfänger. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch, eine Rundstrahlmehrbandantenne, die einen" zentralen Mastleiter und eine Anzahl paralleler und sich in der Nähe des Mastleiters erstreckender, Viertel-Lambda-Stabelementen umfasst, die für je eine bestimmte Frequenz in dem Band bestimmt sind und die von der Unterseite zur Oberseite des JO Mastleiters am Umfang desselben verteilt angeordnet sind, so dass der zentrale Mastleiter in dem über jeder Viertel-Lambda- Stabelement liegenden Teil für die zugeordnete Frequenz einen angeregten Halb-Lambda-Rundstrahler bildet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1a eine schematische Darstellung des

Mastleiters mit nur einer Stabelement und einem angeschlossenen Koaxialantennenkabel,

Fig. 1b eine schematische Darstellung der

• Art und Weise wie acht Stabelementen über den Mastleiter verteilt sind,

Fig. 2 eine Darstellung der Strom- und Spannungsverteilung an einem Stabelement entlang und am Mastleiter entlang, sowie eines koaxialen selektiven. Filters.

Die Rundstrahlmehrbandantenne nach den Fig.

1a und 1b besteht aus einem vertikal aufzurichtenden zentralen Mastleiter 1, auf dem parallel zur Längsrichtung und in geringem Abstand, z.B. 15 mm davon entfernt., eine Anzahl Stabelementen 2 angeordnet sind. Die Unterseite 3 jedes Stabelements ist am Mastleiter galvanisch verbunden befestigt. Der Mastleiter 1 besteht aus einem Rohr, z.B. aus Aluminium, mit einem Durchmesser von z.B. 6 cm. über die Stabelementen und den zentralen Mastleiter kann mit Hilfe von Delrin-Kupplungsteilen 6 ein einfaches Rohr k aus hartem Polyäthylen angeordnet werden um Wetteneinflüsse zu vermeiden. Die Stabelementen 2 bestehen aus flachen Streifen aus z.B. Aluminium mit einer Breite von

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15 mm. Die Länge jedes Stabelementes entspricht einem Viertel-Lambda für die zugeordnete Resonanzfrequenz.

Der zentrale Mastleiter 1 kann z.B. derart bemessen sein, dass ein breites Band, z.B. von 30 MHz bis

g 8795 MHz bestrichen wird. Der zentrale Mastleiter wird dann eine Mindestlänge haben von 7»5 m. Es versteht sich, dass der zentrale Mastleiter und die zugehörenden Stabelementen auch für andere Frequenzbänder ausgebildet sein können und folglich eine andere Länge aufweisen können.

«j Die Länge des der untersten Frequenz von

30 MHz zugeordneten Stabelementes beträgt dann 2,5 m entsprechend einem Viertel-Lambda. In geringem Abstand von der Unterseite 3 des Stabelementes 2 am Punkt J, wird dieses Stabelement mit dem Antennenkabel 5 derart verbunden, dass die Antennenimpedanz etwa 50 Ohm (ist-Wert) beträgt. Dieses Antennen-Kabel erstreckt sich durch das Innere des Mastleiters und verlässt diesen durch eine Öffnung 1a.

Jedes Viertel-Lambda-Stabelernent 2 bildet mit dem gegenübei' liegenden Teil des zentralen Mastleiters . einen gefalteten Halb-Lambda-Leiter bzw. einen Parallel-Resonanzkreis, der den überliegenden Mastleiterteil mit einer Länge von einem Halb-Lambda elektromagnetisch anregt. Dabei erzeugt der als Parallel-Resonanzkreis zu betrachtende gefaltete Halb—Lambda—Leiter ein geschlossenes elektromagnetisches Feld, das nach aussen nahezu keine Strahlung abgibt. Die Unterseite des Parallelkreises des untersten Stabelements und folglich die Unterseite des Mastleiters ist elektrisch kalt und die,Oberseite des Parallel-

3Q kreises bildet eine hochohmig angeregte Stelle des HaIb-Lambda-Rundstrahlers.

Ein folgendes Stabelement (2) wird etwas

höher am zentralen Mastleiter gegenüber dem vorhergehenden Stabelement tangentkeil und axial verschoben am Mast angeordnet. Die gegenseitige Beeinflussung zwischen einem ersten und einem zweiten jedes beliebigen Paares von Stabelementen ist gering. Die von dem dem ersten Stabelement zugeordneten Parallel-Resonanzkreis verursachten Ströme

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in dem zentralen Mastleiter und die in dem gegenüberliegenden zweiten Stabelement laufen nämlich phasengleich und haben deshalb keinen Einfluss auf das dem zweiten Stabelement zugeordnete elektrische Feld.

Für die Strom- und Spannungsverteilung (l bzw. v) an einem Stabelement und am Mastleiter entlang wird auf die in Fig. 2 verwiesen.

In Fig. 1b ist angegeben, wie acht Stabelementen am Umfang des Mastleiters verteilt sind (gezeigt in ausgeschlagenera Zustand).

Die Resonanzfrequenzen der Stabelem.enten, z.B. acht Stück, werden je derart gewählt, dass die je in ein bestimmtes Teilfrequenzband in dem VHF—Bereich von 30 bis 87,5 MHz fallen. Um die Beeinflussing zwischen jedem Paar einander in der Frequenz auffolgender Stabelementen noch weiter zu verringern^ werden diese zwei Elemente am Umfang des Mast.leiters annähernd einander gegenüber liegend angeordnet. Die Stabelementen sind in Reihenfolge von Resonanzfrequenz numeriert. Die Reihenfolge der umlaufenden Befestigung ist 2-1, 2-4, 2-7, 2-2, 2-5, 2-8, 2-3, ■ 2-6, wie oben in Fig. 1b angegeben ist.

Wenn acht Stabelementen angeordnet sind, gibt es von dem zentralen Mastleiter 1 folglich acht Antennenkabel 5· Die am Ausgang dieser Kabel gemessene Impedanz ist für ein Band von ca. 0,5 MHz um die betreffende Resonanzfrequenz herum annähernd reell. Dadurch könnte die Breitbandantenne mit Hilfe von acht Stabelementen für acht ca. 0,5 MHz breite Bänder benutzt werden, welche Bänder dann je in die obengenannten Teilfrequenzbänder fallen.

Eine Erweiterung des Frequenzbandes wird dadurch erreicht, dass jeweils je Stabelement ein veränderlicher Kondensator 10 zwischen dem Mastleiter und dem oberen Ende des Stabelements angeordnet wird. Mit Hilfe dieses veränderlichen Kondensators, der vorzugsweise von dem Differentialkondensatortyp ist, kann auf jede beliebige Frequenz in dem betreffenden Teilfrequenzband abgestimmt werden. Durch die Abstimmung mit dem veränderlichen Kondensator und durch die Wahl einer günstigen Abzweig-

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stelle am Stabelemerit wird über das ganze Teilfrequenzband eine Ausgangsimpedanz am Antennkabel von annähernd 50 Ohm reell gemessen.

Die Länge jedes betreffenden Stabelements zusammen mit dem minimalen "Wert des veränderlichen Kondensators müssen der höchsten Frequenz des betreffenden Teilfrequenzbandes entsprechen. Bei Abstimmung auf Frequenzen in der Mitte der Texlfrequenzbänder beträgt die Dämpfung zwischen den Antennenkabeln von in ihrer Frequenz anein-

tO andergrenzenden Teilfrequenzbändern JZ dB oder mehr.

In Fig. 2 ist weiterhin noch ein Filter 8, z.B. ein abstimmbares Koaxialfilter, angegeben, das für eine weitere selektive Filterwirkung verwendet werden kann. Die Bandbreite des Filters ist-gegenüber der der Antenne klein. Die Resonanzfrequenz des Filters kann über die Bandbreite des Stabelementes geändert werden mit Hilfe von Abstimmkondensator 11. -

Mit acht Sendeempfängern 9» die gleichzeitig betrieben werden können, kann nach Abstimmung der Stabelementen mit Hilfe des veränderlichen Kondensators 10 auf Frequenzen gearbeitet werden, die übex- das ganze Band verteilt liegen.

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Claims (1)

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PATENTANSPRÜCHE. j NACHGEREICHT

\1,j Rundstrahlmehrbandantenne für eine Anzahl

gleichzeitig wirksam anschliessbarer Sendempfanger, gekennzeichnet durch einem zentralen Mastleiter und einer Anzahl paralleler und sich in der Nähe des Mastleiters erstreckender Viertel-Lambda-Stabelementen, die für je eine unterschiedliche Frequenz in dem Band bestimmt sind und die von der Unterseite zur Oberseite des Mastleiters am Umfang desselben verteilt angeordnet sind, so dass der zentrale Mastleiter in dem über jedem Viertel-Lambda—

IQ Stabelement liegenden Teil für die zugeordnete Frequenz einen angeregten Halb-Lambda-Rundstrahler bildet. 2. Hundstrahlmehrbandantenne nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass jeweils je Stabelemeiit zwischen dem zentralen Mastleiter und dem oberen Ende des Stabolemenles ein veränderlicher Kondensator angeordnet ist.

3· Rundstrahlmehrbandantenne nach Anspruch 2,

dadurch ge-koimzeichne t, dass der veränderliche Kondensator ein Differentialkondensator ist.

h. Rundstrahlmehrbaiidantenne nach einem der

vor.stehoiide-ii Ansprüche, dadurch gekonnzeichnet, dass jedes Stabe]tmen L auf dor Unterseite mechanisch am Mastleiter bef(■:?:,t"igt und in gewissem Abstand von der Unterseite derart mit dom zufν ordneten Anbennenkabel verbunden ist, duhs die Ληί ermen.i .iripodaniÄ reell ist.

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5. Rundstrahlmehrbandantenne nach, einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in der Resonanzfrequenz aufeinander folgende Stabelementen am Umfang des Mastleiters annähernd einander gegenüber liegen.

6. Rundstrahlmehrbandantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mastleiter eine die Frequenzbanduntergrenze entsprechende Gesamtlänge drei-viertel Wellenlänge hat.

7· Rundstrahlmehrbandantenne nach. Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das obere Stabelement für die höchste Frequenz im Frequenzband bestimmt ist.

8. Rundstrahlmehrbandantenne nach Anspruch 6 oder 7j dadurch gekennzeichnet, dass acht Stabelementen angeordnet sind.

9. Rundstrahlmehrbandantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Antennekabel zwischen jedem Sendeempfänger und einen zugeordneten Stabelerneut ein koaxiales Selektionsfilter aufgenommen ist.

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