DE3140724C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Zuführen von gegen Masse unsymmetrischen und symmetrischen Antennenspannungen verschiedener Frequenzbereiche zu einem unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise für Rundfunkempfang auf Lang-, Mittel-, Kurz- und Ultrakurzwellen (LMKU), mit einem Resonanzübertrager, der am Fußpunkt der gegen Masse unsymmetrischen Antenne eine Wicklung mit wenigstens einer Anzapfung für den unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise zum Ver­ binden mit dem Innenleiter eines Koaxialkabels aufweist.

In dem Buch "Antennenanlagen für Rundfunk- und Fernsehempfang" von Dr.-Ing. Fiebranz, Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik Berlin, 1961 ist die Prinzipschaltung einer solchen Anordnung auf Seite 175 wiedergegeben und deren Wirkungsweise auf den Seiten 178 und 179 erläutert. Dabei sind zum Zuführen der gegen Masse unsymmetrischen Spannungen in den Frequenzbereichen LM (0,15 . . . 1,6 MHz) und K (5,9 . . . 26 MHz) und der symmetrischen Spannungen im Frequenzbe­ reich U (87,5 . . . 108 MHz) zu einem Koaxialkabel selbst bei dieser insoweit einfachsten aus dem Stand der Technik bekannten Schal­ tungsanordnung außer dem Resonanzübertrager noch ein Symmetrier­ übertrager und ein aus einer Kapazität und einer Induktivität ge­ bideter Reihenschwingkreis mit Resonanz im U-Frequenzbereich nötig. Vor allem durch die beiden Übertrager ist diese Schaltung aufwendig und für die Serienfertigung teuer. Außerdem wird der am Anschluß der U-Antenne zur Verfügung stehende Signalpegel durch den Symmetrieübertrager um bis zu 2 dB vermindert und damit der nutzbare Empfangsbereich wesentlich eingeschränkt.

Auf die hier erwähnten Frequenzbereiche wird bei den folgenden Er­ läuterungen Bezug genommen. Die Erfindung ist aber auch in anderen Frequenzbereichen anwendbar.

Durch die Erfindung ist die Aufgabe gelöst, diesen beträchtlichen Aufwand an Bauelementen zu vermeiden und möglichst geringe Über­ tragungsverluste zu erreichen.

Die Erfindung besteht bei der beschriebenen Anordnung darin, daß an einer weiteren Wicklungsanzapfung eine Hälfte eines offenen Dipols angeschlossen ist, dessen andere Hälfte an eine am anderen Ende mit Masse verbundene zusätzliche Wicklung angeschlossen ist, die mit einer Teilwicklung des Resonanzübertragers parallel ge­ wickelt ist. Die erfindungsgemäß Anordnung weist somit nur noch einen, nämlich den Resonanzübertrager auf und entweder gar keinen bzw. nur einen zusätzlichen Blindwiderstand bei Verwendung eines offenen bzw. eines Schleifendipols. Der Bauteileaufwand ist damit auf ein Minimum verringert. Außerdem sind die Übertragungsverluste gegenüber dem angeführten Stand der Technik um ca. 2 db ver­ mindert, weil die anstelle des Symmetriegliedes vorgesehene Teil­ wicklung mit der parallelen zusätzlichen Wicklung ein bekanntes Symmetrieglied ist, das die symmetrische Dipolspannung im U-Fre­ quenzbereich praktisch ohne Dämpfung (0,1 dB) an den unsym­ metrischen Ausgang überträgt, wenn der Anschlußwiderstand des Di­ pols ungefähr gleich dem Wellenwiderstand des am Ausgang ange­ schlossenen Koaxialkabels (75 Ohm) ist. Dabei bleibt die Indukti­ vität der Teilwicklung des Resonanzübertragers und damit das Transformationsverhältnis der unsymmetrischen Spannungen in den LMK-Bereichen unverändert.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 2 sind die Wicklungen auf einem Ringkern mit hoher Permeabilität und möglichst geringen Hochfrequenzverlusten fest miteinander ver­ koppelt. Außerdem werden die erforderlichen Werte der Induk­ tivitäten mit kleinen Windungszahlen erreicht, so daß sich für die Wicklungen ein verhältnismäßig geringer ohmscher Wider­ stand ergibt.

Die beiden parallelen Wicklungen können entsprechend der vor­ teilhaften Ausführung nach Anspruch 3 aus zwei etwas verdrill­ ten lackisolierten Leitern mit verschiedenen Durchmessern be­ stehen. Auf diese bekannte Weise kann eine symmetrische Doppel­ leitung mit dem zur Anpassung an den gestreckten Dipol erfor­ derlichen Wellenwiderstand von 75 Ohm und so kleinen Leiter­ durchmessern hergestellt werden, daß die benötigten wenigen Windungen der Doppelleitung leicht auf einen Ringkern mit kleinem Kernquerschnitt gewickelt werden können.

Bei der Ausführung nach Anspruch 4 müßte dagegen eine Doppel­ leitung mit 75 Ohm Wellenwiderstand parallele Leiter mit minde­ stens etwa 1 mm Durchmesser aufweisen, weil deren Abstand bei kleinerem Leiterdurchmesser so klein sein müßte, daß die gegen­ seitige Isolierung durch die Umhüllung mit Kunststoff nicht mehr gewährleistet werden könnte. Eine solche 75-Ohm-Doppel­ leitung läßt sich nicht auf einen kleinen Ringkern wickeln. Statt dessen kann aber eine gleichartige Doppelleitung mit höherem Wellenwiderstand, z. B. 120 Ohm, verwendet werden.

Diese wird mit viel dünneren Leitern hergestellt. Die Fehlan­ passung bis 1 : 2 verursacht bei der benötigten kurzen Lei­ tungslänge von etwa einem Zehntel der mittleren Betriebswellen­ länge (λ/10) keine merkliche Dämpfung.

In Anspruch 5 ist eine dem Gegenstand nach Anspruch 1 entsprechende Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bei Verwendung eines Faltdipols angegeben.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 6 ist die Über­ tragung in den LMK-Bereichen gleichmäßiger, wie es bereits in der deutschen Patentanmeldung DE-OS 30 27 235.6 ausführlich er­ läutert ist.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, daß auch die Ausgestaltung nach Anspruch 6 keinen Saugkreis für den U-Frequenzbereich erfordert.

Die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 7 ist eine Anwen­ dung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Dipol, der hoch­ gesetzt an der unsymmetrischen Antenne befestigt ist.

Dabei wird der von der unsymmetrischen Antenne isolierte Dipol durch eine symmetrische Doppelleitung mit der erfindungsgemäßen Anordnung verbunden, die am Fußpunkt der unsymmetrischen An­ tenne angebracht ist. Deren unterhalb des Dipols befindlicher Teil ist ein Rohr. Die darin geführte Doppelleitung hat für den offenen Dipol 75 Ohm und für den Faltdipol 300 Ohm Wellenwider­ stand.

Die Fig. 1, 3 und 5 sind Prinzipschaltungen von drei Ausführungs­ beispielen der erfindungsgemäßen Anordnung.

In den Fig. 2, 4 und 6 ist von diesen Ausführungsbeispielen jeweils ein Ring­ kern mit den Wicklungen und den daran angeschlossenen Bauelemen­ ten schematisch dargestellt.

Fig. 7 ist die Prinzipschaltung eines Ausführungsbeispiels mit einem hochgesetzt an der unsymmetrischen Antenne angebrachten Dipol (Anspruch 7).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist am Fuß­ punkt einer unsymmetrischen LMK-Antenne 1 ein Resonanzübertrager eingeschaltet, dessen auf dem Ringkern 7 gewickelte Wicklung durch zwei Anzapfungen 2 und 4 in die drei Teilwicklungen W ₁, W ₂ und W ₃ aufgeteilt ist.

Die Anzapfung 2 ist mit dem unsymmetrischen Ausgang 3 zum An­ schluß eines Koaxialkabels verbunden und die Anzapfung 4 mit einer Hälfte 5 eines offenen Dipols. Parallel zu der Teil­ wicklung W ₂ zwischen den Anzapfungen 2 und 4 ist eine zusätz­ liche Wicklung W ₄ auf den Ringkern 7 gewickelt. Ein Ende der Wicklung W ₄ ist an die zweite Dipolhälfte 6 und das andere Wicklungsende an Masse angeschlossen.

Die Induktivität der Teilwicklung W ₁, die dem unsymmetrischen Ausgang 3 parallel geschaltet ist, muß so groß sein, daß die Übertragung im U-Frequenzbereich nicht merklich beeinträchtigt wird. Die Induktivität der Teilwicklung W ₃ zwischen der LMK- Antenne 1 und der Dipolhälfte 5, verhindert schädlichen Ein­ fluß der LMK-Antenne auf den Empfang im U-Frequenzbereich, ins­ besondere eine unerwünschte Änderung des Anschlußwiderstandes und der Richtkennlinie des Dipols oder einer YAGI-Antenne, die aus dem Dipol und weiteren Antennenelementen, z. B. einem Re­ flektor und einem Direktor besteht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist an die Wicklungsanzapfung 4 ein Faltdipol 8 angeschlossen, dessen zweiter Anschluß über eine Kapazität 9 mit der Wicklungsan­ zapfung 2 verbunden ist. Die Wicklung W ₂ und die an beiden En­ den mit Masse verbundene Wicklung W ₄ bilden im U-Frequenzbe­ reich eine Viertelwellenleitung die als Symmetrierübertrager den Anschlußwiderstand des Faltdipols (300 Ω) in den Wellenwider­ stand des Kabels (75 Ω) transformiert. Die Kapazität 9 unter­ bindet für die LMK-Spannungen einen Kurzschluß der Wicklung W ₂ durch den Faltdipol. Die Kapazität 9 kann auch durch eine damit in Reihe geschaltete Induktivität zu einem Resonanzkreis für den U-Frequenzbereich ergänzt werden.

Im übrigen sind die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 gleich.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist eine Ausge­ staltung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 ent­ sprechend dem Anspruch 6.

Durch zwei Wicklungsanzapfungen 10 und 11 sind statt der Teil­ wicklung W ₁ die beiden Teilwicklungen W _1′ und W _1′′ gebildet.

Von der Wicklungsanzapfung 10 wird über die Induktivität 12 die LM-Spannung und von der Wicklungsanzapfung 11 über die Kapazität 13 die K-Spannung dem unsymmetrischen Ausgang 3 zu­ geführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist der Dipol 5, 6 hochgesetzt isoliert an der unsymmetrischen Antenne 6 befes­ tigt. Deren unterer Teil besteht aus einem Rohr 14, durch das die symmetrische Zuleitung 15 mit 75 Ohm Wellenwiderstand von der Wicklungsanzapfung 4 und der Wicklung W ₄ zum offenen Dipol 5/6 geführt ist. Die Wicklung W ₃ ist am unteren Ende des Rohres 14 angeschlossen, das mit dem Antennenstab 1 leitend verbunden ist. Im übrigen sind die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 7 und 1 gleich.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, hat die erfindungsgemäße An­ ordnung den weiteren Vorteil, daß alle aktiven Antennenelemen­ te über die Wicklungen galvanisch leitend mit Masse verbunden sind, so daß luftelektrische Überspannungen ohne zusätzliche Maßnahmen abgeleitet werden.

Claims (7)

1. Anordnung zum Zuführen von gegen Masse unsymmetrischen und symmetrischen Antennenspannungen verschiedener Frequenzbe­ reiche zu einem unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise für Rundfunkempfang auf Lang-, Mittel-, Kurz- und Ultrakurzwellen, mit einem Resonanzübertrager, der am Fußpunkt der gegen Masse unsymmetrischen Antenne eine Wicklung mit wenigstens einer An­ zapfung für den unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise zum Ver­ binden mit dem Innenleiter eines Koaxialkabels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer weiteren Wicklungsan­ zapfung (4) eine Hälfte (5) eines offenen Dipols angeschlossen ist, dessen andere Hälfte (6) an eine am anderen Ende mit Masse verbundene zusätzliche Wicklung (W ₄) angeschlossen ist, die mit einer Teilwicklung (W ₂) des Resonanzübertragers parallel gewickelt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen (W ₁ bis W ₄) auf einen Ringkern (7) gewickelt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen Wicklungen (W ₂, W ₄) aus zwei etwas verdrillten, lackisolierten Leitern mit verschiedenen Durch­ messern bestehen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen Wicklungen (W ₂, W ₄) aus einer Doppel­ leitung bestehen, deren zueinander parallele Leiter mit Iso­ lierstoff umhüllt und aneinander befestigt sind.

5. Anordnung zum Zuführen von gegen Masse unsymmetrischen und symmetrischen Antennenspannungen verschiedener Frequenzbereiche zu einem unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise für Rundfunk­ empfang auf Lang-, Mittel-, Kurz- und Ultrakurzwellen, mit einem Resonanzübertrager, der am Fußpunkt der gegen Masse un­ symmetrischen Antenne eine Wicklung mit wenigstens einer An­ zapfung für den unsymmetrischen Ausgang, vorzugsweise zum Ver­ binden mit dem Innenleiter eines Koaxialkabels aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß ein Faltdipol (8) an einer weite­ ren Wicklungsanzapfung (4) und über eine Kapazität (9) an der Wicklungsanzapfung (2) für den unsymmetrischen Ausgang ange­ schlossen ist,
• b) daß mit der zwischen den Wicklungsanzapfungen (2) und (3) liegenden Teilwicklung (W ₂) des Resonanzübertragers eine zusätzliche Wicklung (W ₄) parallel gewickelt ist, und
• c) daß die parallelen Wicklungen (W ₂, W ₄) im Frequenzbereich der symme­ trischen Antennenspannungen eine Viertelwellenleitung bilden und beide Enden der zusätzlichen Wicklung (W ₄) mit Masse verbunden sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (10, 11) über Selektionsmittel, vorzugsweise eine Indukivität (12) und eine Kapazität (13) mit dem unsymmetrischen Ausgang (3) ver­ bunden sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dipol (5, 6 oder 8) hochgesetzt und isoliert an der unsymmetrischen Antenne (1) befestigt ist, deren unter­ halb des Dipols (5, 6 oder 8) befindlicher Teil ein Rohr (14) ist, in dem eine symmetrische Doppelleitung (15) zum Dipol (5, 6 oder 8) geführt ist.