DE3242272A1 - Breitband-richtantenne - Google Patents

Breitband-richtantenne

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DE3242272A1
DE3242272A1 DE19823242272 DE3242272A DE3242272A1 DE 3242272 A1 DE3242272 A1 DE 3242272A1 DE 19823242272 DE19823242272 DE 19823242272 DE 3242272 A DE3242272 A DE 3242272A DE 3242272 A1 DE3242272 A1 DE 3242272A1
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antenna
wing
longitudinal
broadband directional
feed point
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DE19823242272
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English (en)
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Rudolf 3400 Göttingen Dvorak
Gerd E.A. Dr. Meier
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MEIER MESSTECHNIK
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MEIER MESSTECHNIK
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines

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Description

  • Breitband-Richtantenne
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Breitband-Richtantenne mit wenigstens einem Antennenflügel, dessen in stetiger Kurve verlaufender charakteristischer Längsumri ß von der Speisestelle des Antennenflügels aus sich mit spitzem Offnungswinkel zunehmend verbreitert und an dem der Speisestelle abgewendeten Flügelende einen konvex gekrümmten Endscheitel bildet.
  • Wie ein Blick auf die Dach-Antennenanlagen für den Empfang von UKW-Rundfunk und von Fernsehen für den VHF- und den UHF-Bereich zeigt, müssen heute noch für jeden dieser Bereiche gesonderte Antennen verwendet werden. Daraus ergibt sich von selbst das Bedürfnis nach einer Breitbandantenne einfacher Bauart, die für alle diese Frequenzbereiche (etwa von 80 bis 900 MHz) gute Empfangseigenschaften bietet. Es gibt zwar eine Breitband-Richtantenne, die sogenannte logarithmisch-periodische Antenne, die solche Eigenschaft hat. Nachteilig sind jedoch ihre relativ aufwendige Bauweise, ihr relativ kleiner Antennengewinn bei hohen Frequenzen und ihr relativ stark schwankender Eingangswiderstand. Es sind auch andere Breitbandantennen bekannt, wie die Konusantenne, die Doppelkonusantenne und der Breitbandstrahler nach Meinke (Eugen Philippow, Taschenbuch Elektrotechnik, Band 3, Carl Hanser-Verlag München-Wien 1978, Seite 569), der die eingangs erwähnten Merkmale aufweist.
  • Sein Längsumriß ist etwa birnenförmig und symmetrisch zu der die Speisestelle mit dem Scheitelpunkt des konvex gekrümmten Endscheitels verbindenden Mittelgeraden, In der Ausbildung als Dipolantenne sind die Längsscheitel der in gemeinsamer Ebene angeordneten Antennenflügel einander diametral abgewendet angeordnet. Derartige bekannten Breitbandantennen haben entweder ei- ne nur geringe Richtwirkung oder ein störend großes Bauvolumen.
  • Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine in eingangs erwähnter Art ausgebildete Breitband-Richtantenne zu schaffen, die in einfacher Bauform eine möglichst große Bandbreite bei relativ kleinen Schwankungen des Eingangswiderstandes über den Breitbandbereich hin und bei guten Richteigenschaften aufweist.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Antennenflügel in seinem charakteristischen Längsumriß etwa halbherzförmig ausgebildet ist, indem die eine von der Speisestelle ausgehende Längsumrißlinie mit konvexer Krümmung, deren Krümmungsradius mit zunehmendem Abstand von der Speisestelle abnimmt, in den Endscheitel des Antennenflügels übergeht und die andere von der Speisestelle ausgehende Längsumrißlinie mit konkaver Krümmung, deren Krümmungsradius mit zunehmendem Abstand von der Speisestelle abnimmt, in einen stärker als der Endscheitel konvex gekrümmten Querscheitel, und von diesem aus mit konvexer Krümmung in den Endscheitel übergeht.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.
  • Unter "charakteristischer" Längsumri ß wird hier verstanden, daß der erfindungsgemäße Antennenflügel wenigstens einen Längsumriß hat, der die hier beschriebene Form aufweist.
  • Bei einem flächigen Antennenflügel ist der charakteristische Längsumriß der Verlauf des seine Fläche umgrenzenden Randes. Bei einem räumlichen Antennenflügel hingegen weist dieser von seinen Längsumrissen wenigstens und vorzugsweise einen Längsumriß auf, der die hier als charakteristisch angegebene Form hat.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist die Breitband-Richtantenne als flächenhafte Doppelantenne ausgebildet, bei welcher ihre beiden Antennenflügel spiegelbildlich zueinander mit ihren Querscheiteln einander abgewendet angeordnet sind, so daß diese Doppel antenne in ihrem Längsumriß etwa herzförmig ausgebildet ist.
  • Die Einspeisung erfolgt an der Spitze des Herzens bei einem Eingangswiderstand von 240 bis 180 Ohm über einen Frequenzbereich hin, der von einer oberen Grenzwellenlänge, die gleich etwa einem Drittel der Längsabmessung der Herzform ist, bestimmt wird. Von dieser unteren Grenzfrequenz reicht das nutzbare Frequenzspektrum lückenlos mit nahezu konstantem bzw. nur leicht abnehmendem Eingangswiderstand und mit mit steigender Frequenz zunehmendem Antennengewinn bis zu beliebig hohen Frequenzen. Die Hauptabstrahlrichtung des herzförmigen Strahlers fällt mit der Symmetrieachse der Herzform zusammen und ist der Speisestelle der Antennenflügel abgewendet. Bei horizontaler Lage des herzförmigen Flächenstrahlers ergibt sich eine verhältnismäßig starke Vertikalbündelung und ein nicht zu enges Horizontaldiagramm. Das Horizontaldiagramm weist bei höheren Frequenzen tiefe Strahlungsminima auf, die zur Ausblendung unerwünschter Signale dienen können. An der unteren Grenze des breitbandigen Verwendungsbereichs geht die Horizontalcharakteristik in eine Rundumcharakteristik über, was besonders für den Empfang von UKW-Rundfunk vorteilhaft sein kann.
  • Die erfindungsgemäße Antenne kann jedoch auch aus nur der einen Hälfte des herzförmigen Strahlers, d.i. nur einem Antennenflügel bestehen, der mit einer leitenden Ebene, insbesondere dem Erdboden, als durch deren Relativlage zu dem Antennenflügel den Eingangswiderstand der Antenne mitbestimmendes Gegenelement zusammenwirkt, wobei die Ebene vorzugsweise senkrecht zu der den charakteristischen Längsumriß enthaltenden Lä ng sumri ßeb ene des Antennenflügels an der dessen Querscheitel abgewendeten Seite im Abstand von dem Antennenflügel verläuft.
  • Bei entsprechend großer Bauweise läßt sich die Antenne auch als Breitbandstrahler für größere Wellenlängen, also z.B. im Kurzwellenbereich verwenden. Dabei wird, um den Bauaufwand zu verringern, vorteilhaft nur eine Hälfte des herzförmigen Strahlers, d.i. nur ein Antennenflügel verwendet, der als Vertikalstrahler mit seiner Längsumrißebene bei nach oben weisendem Querscheitel senkrecht zur Erdoberfläche angeordnet ist. Der Eingangswiderstand halbiert sich für diese Anordnung bei entsprechender Relativlage des Antennenflügels zum Erdboden auf einen Wert von im Mittel etwa 100 Ohm. Die Richtcharakteristik zeigt nun eine relativ enge Horizontalbündelung und eine gleichmäßige, von sehr kleinen Winkeln bis zu einem mit steigender Frequenz abnehmenden maximalen Erhebungswinkel reichende vertikale Abstrahlung. Dies Letzteres ist besonders vorteilhaft, weil die vertikale Richtcharakteristik bei Kurzwellenantennen mit steigender Frequenz eine zunehmend flachere Bündelung verlangt.
  • Durch Anheben des Flügels gegenüber der leitenden Erdoberfläche bei der Vertikalanordnung bzw. durch Spreizen der beiden Antennenflügel der herzförmigen Dipolanordnung können die Richtcharakteristik und die Eingangsimpedanz in gewissen Grenzen verändert werden.
  • Die Wirkungsweise der Antenne und ihre Entwicklung läßt sich am einfachsten als Obergang einer symmetrischen Doppelleitung definierten Wellanwiderstandes (z.B. 240 Ohm) durch Aufweitung und Verdfckung der Leiter auf einen für die Abstrahlung günstigen Wellenstoerstand-der Gesamtanordnung verstehen. Dabei ist besonders wichtig, daß dieser Obergang allmählich erfolgt und das Ende des aufgeweiteten Strahlers durch Abbiegen nach außen und Abrundung auch für niedrige Frequenzen einen relativ hohen Strahlungswiderstand ergibt. Die flächigen Strahlerelemente der bevorzugten Ausführungsform kann nan sich aus hornförmigen Strahlerhäl ften mit Kreisquerschnitt durch Zusammenquetschen entstanden denken. Insoweit ist es berechtigt, diese Antenne als eine Zweileiter-Hornantenne in Analogie zu Exponential-Hörnern für Hohl leiter zu bezeichnen. Es handelt sich also um die strahlende Fortsetzung einer nichtstrahlenden Doppelleitung bei nur langsam veränderlichem Wellenwiderstand.
  • Insbesondere kann man die flächige Herzform sich auch rus einem Flachleiterpaar entstanden denken, dessen eiter in gemeinsamer Ebene verlaufen, während die )oppelhornkonfiguration aus einem Rundleiterpaar entwickelt wird. Aus mehradrigen Wellenleitern anderer geometrie lassen sich dementsprechend weitere strahlende (onfigurationen durch übergang von parallelen Leitern ruf Antennenflügeln mit allmählich zunehmenden Abmessungen ableiten. All diesen Breitband-Strahlern ist gemeinsam, daß sie bevorzugt in Richtung der Leitungsachse strahlern und einen sehr ausgeglichenen Frequenzgang haben. Eine Vier-Leiteranordnung führt insbesondere zu zwei gekreuzten Herzstrahlern zur Abstrahlung zirkular-Dolarisierter Wellen.
  • Im folgenden werden einige besondere Eigenschaften der 3reitband-Richtantenne gemäß der Erfindung aufgezählt: 1. Durch die große Kapazität der beiden Antennenflügel ergibt sich eine gute Anpassung an den Raum, so daß keine oder nur geringe Anteile der eingespeisten Leistung im Falle der Verwendung als Sendeantenne reflektiert werden. Insbesondere entstehen bei dieser Anwendung keine hohen Spannungen auf dieser ntenne, so daß sie für sehr große Sendeleistungen geeignet ist. Außerdem bewirkt die hohe Kapazität der Antennenflügel eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Umgebungseinflüssen (keine Verstimmung).
  • Außerdem ergibt sich durch die relativ große räumliche Ausdehnung der Antennenflügel ein gewisser Integrationseffekt durch die Antenne in einem Stehwellenfeld. In der Nähe von reflektierenden Strukturen nämlich, z.B. in Gebäuden oder vor anderen Hindernissen, bei denen bekannte Antennen in den Minima des Stehwellenfeldes nur geringe Signale empfangen und wo eine Bewegung solcher Antennen starke Schwankungen der Signalamplitude bewirken, können durch die erfindungsgemäße Antenne bei weiterhin vorhandener Richtwirkung solche Welligkeiten, und zwar besonders für kurze Wellenlängen, überbrückt oder ausgeglichen werden.
  • 2. Die Antennenflügel können aus Blech oder Maschendraht gefertigt sein, wobei im letzteren Fall die Spitzen der beiden Antennenflügel, an denen die Speiseleitung angeschlossen wird, durch zusätzliche Drähte oder Blechauflagen verstärkt sein sollten.
  • Bei der Ausführung aus Maschendraht kann durch Veränderung der Orientierung der Maschen, durch Veränderung der Größe der Maschen, durch Veränderung der Lage der Einzeldrähte, durch eine leitende Umrandung des Maschenwerkes und durch Wellung der Fläche eine Veränderung des Eingangswiderstandes und der unteren Grenzfrequenz und ggf. auch der Abstrahl richtung herbeigeführt werden.
  • 3. Durch Anordnung der Antennenflügel als Gruppen sowie durch den Einsatz von Reflektoren vor oder hinter der Antenne lassen sich eine Verstärkung der Richtwirkung und eine Veränderung des Eingangswiderstandes erzielen. So lassen sich aus der erfindungsgemäßen Antenne in vielfältiger Weise Antennengruppen zusammenstellen, durch welche die Richtwirkungen verstärkt oder verändert werden. Insbesondere lassen sich die Strahlungsdiagramme der Einzel antennen hinsicht- lich ihrer Strahlungsminima und auch Strahlungsmaxima mit einer Antennengruppe beeinflussen, die mindestens zwei Einzelantennen unterschiedlicher Größe in Anordnung über- oder nebeneinander aufweist. Hierdurch läßt sich beispielsweise erreichen, daß die weiter vorn erwähnten tiefen Strahlungsminima der Einzelantenne bei höheren Frequenzen für bestimmte Richtungen von der Zusatzantenne ausgefüllt werden.
  • Auch der Impe.,danzverlauf kann durch Antennengruppen mit erfindungsgemäßen Strahlern unterschiedlicher Größen noch weiter geglättet werden.
  • Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Antenne insbesondere in herzförmiger Ausführungsform besonders als Sende- oder Empfangsantenne für Hohlspiegelantennen, da sie - im Brennfleck des Hohlspiegels mit diesem abgewendeter Speisestelle angeordnet - ihre Hauptempfindlichkeit in Richtung der Spiegelfläche entwickeln kann und so mit ihrer Apertur optimal auf die Apertur des vom Hohlspiegel fokussierten Strahles abgestimmt ist.
  • Ferner kann die erfindungsgemäße Antenne nicht nur ohne Schaden für ihre Wirkung sondern eventuell sogar unter Verbesserung ihres Richtdiagramms vor einer Reflektorwand betrieben werden, die senkrecht zu der Symmetrieachse der Antenne angeorndet ist und mit ihrer Ebene durch die Speisestelle der Antennenflügel verläuft.
  • 4. Ein besonderer Vorteil liegt in der einfachen Her- stellung der Antenne, die aus zwei identischen Hälften (zwei Antennenflügel) zusammengesetzt werden kann. Bei einer Ausführung aus Maschendraht können die Ränder zur Einfassung und Versteifung aus Kunststoffrahmen bestehen, welche im Flächenschwerpunkt der Antenne zugleich eine Ständerhalterung aufweisen.
  • 5. Als gegen Erde erregte Halbantenne, deren Fläche senkrecht zur Erdoberfläche verläuft, kann die Antenne mittels einer Seilkonstruktion an einem oder mehreren Tragemasten aufgehängt werden. Sie kann auch über ein Seil netz zwischen Masten verspannt werden. Besonders vorteilhaft ist die hohe Kapazität der Antenne bei großen Sendeleistungen.
  • 6. Durch Verkürzen oder Verbreitern der Flügel läßt sich der Eingangswiderstand beeinflussen. Dies ist bei Netzen auch durch Orientierung der Maschen mög-1 ich.
  • 7. Nach den Regeln für die Herstellung komplementärer Antennen als Schlitz-Strahler läßt sich die Antenne gemäß der Erfindung in der ihr zugeordneten Komplementärform auch als Oeffnung in einer ausgedehnten leitenden Fläche herstellen.
  • 8. Die Breitband-Richtantenne gemäß der Erfindung hat eine Grund- oder Halbwellenresonanz bei einer Wellenlänge, bei der die Längsabmessung etwa ein 1/6 der Resonanzwellenlänge ist. Bei dieser Grundresonanz hat die Antenne einen kleinen Eingangswiderstand (10 bis 20 Ohm), die Halbantenne davon wiederum den halben Eingangswiderstand, und verfügt über eine gleichmäßige Rundumempfindlichkeit. Bei Ausnutzung dieser Grundresonanz für den Empfang von UKW-Rundfunk bei 80 bis 110 MHz beginnt der eigentliche Breitband-Empfangsbereich bei etwa 180 MHz, also gerade am unteren Ende der üblichen Fernsehfrequenzen. Damit läßt sich durch Ausnutzung der Grundresonanz eine besonders kleine Bauform der erfindungsgemäßen Breitband-Richtantenne als Kombinationsantenne für den UKW-Rundfunk und für den Fernsehempfang z.B.
  • als Zimmerantenne bauen.
  • Bei einem erfindungsgemäßen räumlichen Antennenflügel, dessen von der Speisestelle desselben bis zum Scheitelpunkt des Querscheitels seines charakteristischen Längsumri sses in dessen Längsumrißebene verlaufende Mittelkurve stetig gekrümmt verläuft, können diejenigen Querschnitte des Antennenflügels jeweils in den senkrecht zu den Tangenten an die Mittel kurve verlaufenden Querschnittsebenen kreisrund sein. Diese Querschnitte können jedoch ggf. auch eckig oder, vorzugsweise, ellipsenförmig sein, wobei die große Hauptachse des ellipsenförmigen Querschnitts in einem beliebigen Winkel zu der den charakteristischen Längsumriß enthaltenden Längsumri ßebene angestellt sein kann. Insbesondere kann dieser Winkel 90" betragen. Hierbei ergibt sich insbesondere durch immer stärkere Verkürzung des Querschnittsdurchmessers entlang der kleinen Hauptachse des ellipsenförmigen Querschnitts im Grenzfall ein flächiger Antennenflügel, der entsprechend der genannten Mittelkurve gekrümmt verläuft, so daß die Dipolantenne aus zwei flächigen gekrümmten Antennenflügeln besteht, deren konvex gekrümmten Seiten einander zugewendet sind.
  • Ferner können Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorteilhaft sein, bei denen die Antennenflügel entlang der genannten Mittelkurve in sich verwunden verlaufen.
  • Im übrigen wird darauf hingewiesen, daß die Antennenflügel gegenüber der erfindungsgemäßen Gestaltung mehr oder weniger verzerrt als dieser ähnliche Platten oder Hörner ausgebildet sein können, wenn weniger gute Eigenschaften als bei der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform, z.B. eine starke Welligkeit des Eingangswiderstandes oder eine schlechtere Richtwirkung, inkauf genommeh-werden-.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung wenigstens schematisch ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 den charakteristischen Längsumriß eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Antennenflügels, Fig. 2 und 3 jeweils einen erfindungsgemäßen Antennenflügel mit einer Belegung aus einem Draht-Gitterwerk oder einem Draht/Blechstreifen-Gitterwerk, Fig. 4 die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitband-Richtantenne in der Ausbildung als herzförmige Doppelantenne, Fig. 5 die Antenne aus Fig. 4 in der Ausbildung als Zimmerantenne, Fig. 6 einen räumlichen Antennenflügel gemäß der Erfindung in der Ansicht seines für die erfindungsgemäße Antenne charakteristischen, etwa halbherzförmigen Längsumrisses und Fig. 7 den räumlichen Antennenflügel aus Fig. 6 in der Ansicht auf den Endscheitel.
  • In Fig. 1 ist der charakteristische, etwa halbherzförmige Längsumri ß des ebenen Antennenflügels in einem rechtwinkligen X, Y-Koordinatensystem gezeigt. Der Speisepunkt 3 des Antennenflügels liegt an seiner Spitze, die in dem X, Y-Koordinatensystem in dessen Ursprung liegt. Die eine von dem Speisepunkt 3 ausgehende Längsumrißlinie 6 ist im Anschluß an den Speisepunkt 3 gerade und verläuft dann mit allmählich zunehmender konvexer Krümmung in den dem Speisepunkt 3 abgewendeten, konvex gekrümmten Endscheitel 5 des Antennenflügels ein, während' die andere von dem Speisepunkt 3 ausgehende Längsumrißlinie 7 aus einer Geraden heraus mit konkaver Krümmung mit großem Krümmungsradius verläuft und dann in einen konvex gekrümmten Querscheitel 8 übergeht, dessen Krümmungsradius kleiner als der des Endscheitels 5 ist. Der Längsumrißabschnitt zwischen dem Endscheitel 5 und dem Querscheitel 8 verläuft mit konvexer Krümmung, deren Krümmungsradius größer ist als der des Endscheitels 5 und der des Querscheitels 8. Insgesamt verläuft daher der Längsumriß 2 des Antennenflügels 1 in stetig gekrümmter Kurve, so daß er etwa halbherzförmig ausgebildet ist.
  • Das Verhältnis der von dem Speisepunkt 3 aus entlang der Y-Achse des gezeigten Koordinatensystems bis zu dem Endscheitel 5 des Antennenflügels 1 gemessenen Länge L zu der bis zu dem Querscheitel 8 entlang der X-Achse gemessenen Breite B des Antennenflügels beträgt vorzugsweise 1,1 bis 1,3, insbesondere 1,2. Der Uffnungswinkel 4 zwischen den von der Speisestelle 3 ausgehenden Längsumrißlinien 6, 7 des Antennenflügels 1 beträgt im Anschluß an die Speisestelle 3 vorzugsweise 30 bis 40°, insbesondere 36". Das Verhältnis der Länge L des Antennenflügels 1 zu dem Abstand A zwischen der senkrechten Projektion des Scheitelpunktes des Querscheitels 8 auf die Längsrichtung (Y-Achse) des Antennenflügels 1 und dessen Speisestelle 3 beträgt vorzugsweise 1,4 bis 1,6, insbesondere 1,5.
  • Der bevorzugte Längsumrißverlauf des Antennenflügels 1 aus Fig. 1 läßt sich in dem rechtwinkligen Koordinatensystem mit gleicher Teilung der X-Achse und der Y-Achse bei maximal 146 Abszissenteilen und maximal 180 Ordinatenteilen durch die in der folgenden Tabelle einander spaltenweise zugeordneten Koordinatenpunkte beschreiben, wobei die Kurvenverbindungen der Koordinatenpunkte gekrümmt verlaufen und der Speisepunkt 3 im Ursprung des Koordinatensystems liegt:
    X-Teile 0 0,4 15 12 l2| 30 86 58 1 86122140146130956039220
    Y-Teile 0 30 70120 150 170 180 175 160 140 120 100 90 70 50 30 0
    Der Antennenflügel aus Fig. 1 kann als Blechplatte gestal tet sein. Gemäß den Fig. 2 und 3 kann er auch aus einem Drahtgitterwerk 9 oder einem Draht/Blechstreifen-Gitterwerk 10, 11 bestehen, wobei die Drähte 10 von dem Speisepunkt 3 des Antennenflügels aus strahlenförmig ausgehen und bogenförmig im Krümmungssinn der von der Speisestelle 3 ausgehenden Längsumrißlinien 6, 7 verlaufen, wohingegen die Blechstreifen 11 die Drähte 10 annähernd senkrecht kreuzen.
  • In Fig. 2 ist der Antennenflügel in seiner Anordnung senkrecht und im Abstand zu einer leitenden Ebene 16 gezeigt, wobei der dieser abgewendete Querscheitel die höchste Stelle des Antennenflügels über der leitenden Ebene 16 bildet.
  • Aus Fig. 4 ist die bevorzugte Ausführungsform der Breitband-Richtantenne als etwa herzförmiger Doppel strahl er ersichtlich. Die beiden Antennenflügel 1 sind in bezüg-1 ich einer Symmetrieachse S im Abstand von dieser spiegelbildlich zueinander angeordnet, so daß ihre Längsscheitel 5 entlang der Symmetrieachse S auf derselben Höhe liegen und die Querscheitel 8 der Antennenflügel 1 einander abgewendet angeordnet sind. Die einander zugewendeten Ränder der Antennenflügel 1 verlaufen im Anschluß an ihre Speisepunkte zunächst parallel in einem den Eingangswiderstand mitbestimmenden und daher für die Optimierung der Antenneneigenschaften zu beachtenden Abstand voneinander, wonach sie allmählich auseinanderstreben. Das Verhältnis der durch den Abstand der Querscheitel 8 der beiden Antennenflügel 1 voneinander bestimmten Spannweite W der Antennenflügel 1 zu der von den Speisepunkten 3 aus zu der gemeinsamen Tangente T an die Endscheitel 5 gemessenen Länge L beträgt vorzugsweise 1,6 bis 1,8, insbesondere 1,72.
  • Bei der Ausführungsform aus Fig. 4 ist die Speiseleitung ein Koaxialkabel 15, welches uber einen 4:1 Sym111etrie- übertrager 14 an die Speisepunkte 3 der Antennenflügel 1 angeschlossen ist.
  • Aus Fig. 5 ist die Antenne aus Fig. 4 in Form einer Zimmerantenne ersichtlich. Die Antennenflügel 1 sind entlang ihres Längsumrisses von einem Kunststoffrahmen 12 eingerahmt, der im gemeinsamen Flächenschwerpunkt der Antennenflügel 1 auf einem senkrecht zu den Antennenflügel 1 verlaufenden Ständer 13 abgestützt ist. Die Antennenflügel 1 stehen daher horizontal. Sie bilden in Richtung der Leitungsadern des Zuleitungskabels 15 deren sich allmählich verbreiternde und auseinandergebogene Fortsetzung.
  • Aus den Fig. 6 und 7 ist ein räumlicher Antennenflügel mit dem charakteristischen, etwa halbherzförmigen Längsumriß in der den Speisepunkt 3, den Endscheitel 5 und den Querscheitel 8 enthaltenden Längsumrißebene ersichtlich. Den räumlichen Antennenflügel aus den Fig. 6 und 7 kann man sich aus dem ebenen Antennenflügel aus Fig. 1 durch dessen Aufweitung senkrecht zu seiner Längsumrißebene entstanden denken. Umgekehrt entsteht der ebene Antennenflügel 1 aus dem räumlichen Antennenflügel aus Fig. 6 und 7 durch dessen Flachdrücken in Richtung senkrecht zu seiner den etwa halbherzförmigen Längsumriß enthaltenden Längsumrißebene. Die bevorzugten Abmessungsverhältnisse des räumlichen Antennenflügels stimmen mit denen des ebenen Antennenflügels aus Fig. 1 in der Weise überein, daß die Umfangsabmessungen U des räumlichen Antennenflügels, gemessen jeweils in den senkrecht zu den Tangenten t an die in der Längsumrißebene des Antennenflügels von dem Speisepunkt 3 bis zum Scheitelpunkt des Querscheitels 8 stetig gekrümmt verlaufende Mittelkurve m des Antennenflügels liegenden Querschnittsebenen e der doppelten jeweils längs dieser Mittelkurve m zugeordneten, in der Längsumrißebene senkrecht zur jeweiligen Tangente t an die Mittelkurve m gemessenen Breitenabmessung des ebenen Antennenflügels entspricht. Durch Verdickung oder Verdünnung der Form des Antennenflügels gegenüber der bevorzugten Form lassen sich geänderte Eingangswiderstände erzielen.
  • Zur Verwendung der Antenne als nachführbare oder verstellbare Ri chtantenne können der Vertikal strahl er aus Fig. 2 und der horizontale Doppelstrahler aus Fig. 4 um eine vertikale Achse verdrehbar angeordnet sein.

Claims (14)

  1. Breitband-Richtantenne Ansprüche Breitband-Richtantenne mit wenigstens einem Antennenflügel (1), dessen in stetiger Kurve verlaufender charakteristischer LängsumriR (2) von der Speisestelle (3) des Antennenflügels (1) aus sich mit spitzem Öffnungswinkel (4) zunehmend verbreitert und an dem der Speisestelle (3) abgewendeten Flügelende einen konvex gekrümmten Endscheitel (5) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenflügel (1) in seinem charakteristischen Längsumriß (2) etwa halbherzförmig ausgebildet ist, indem die eine von der Speisestelle (3) ausgehende Längsumrißlinie (6) mit konvexer KrUmmung, deren Krümmungsradius mit zunehmendem Abstand von der Speisestelle (3) abnimmt, in den Endscheitel (5) des Antennenflügels (1) übergeht und die andere von der Speisestelle ausgehende Längsumrißlinie (7) mit konkaver Krümmung, deren Krümmungsradius mit zunehmendem Abstand von der Speisestelle (3) abnimmt, in einen stärker als der Endscheitel (5) konvex gekrümmten Querscheitel (8), und von diesem aus mit konvexer Krümmung in den Endscheitel (5) übergeht.
  2. 2. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei eben ausgebildetem Antennenflügel (1) das Verhältnis der jeweils von der Speisestelle (3) aus bis zu dem Endscheitel (5) des Antennenflügels (1) gemessenen Länge (L) zu der bis zu dem Querscheitel (8) gemessenen Breite (B) des Antennenflügels 1,1 bis 1,3, insbesondere 1,2, beträgt.
  3. 3. Breitband-Richtantennen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei eben ausgebildetem Antennenflügel (1) der Offnungswinkel (4) zwischen den von der Speisestelle (3) ausgehenden Längsumrißlinien (6, 7) des charakteristischen Längsumrisses des Antennenflügels (1) im Anschluß an die Speisestelle (3) 30 bis 40°, insbesondere 360, beträgt.
  4. 4. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei eben ausgebildetem Antennenflügel (1) das Verhältnis der Länge (L) des Antennenflügels (1) zu dem Abstand (A) zwischen der senkrechten Projektion des Scheitelpunktes des Querscheitels (8) auf die Längsrichtung des Antennenflügels (1) und dessen Speisestelle (3) 1,4 bis 1,6, insbesondere 1,5, beträgt.
  5. 5. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im rechtwinkligen Koordinatensystem mit gleicher Teilung der Abszisse (X) und der Ordinate (Y) die Form des charakteristischen Längsumri sses (2) des Antennenflügels (1) bei maximal 146 Abszissenteilen und maximal 180 Ordinatenteilen durch die in folgender Tabelle einander spaltenweise zugeordneten Koordinatenpunkte bestimmt ist, wobei die Kurvenverbindungen der Koordinatenpunkte gekrümmt verlaufen und die Speisestelle (3) im Ursprung des Koordinatensystems liegt: Abszisse (X) O 511512 30 58 Ordinate (Y) 0 30 0 03070120150170180175160 140 12010090705020
  6. 6. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 2 bis 5, insbesondere Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei räumlichem Antennenflügel (1) dessen Umfangsabmessungen (U), gemessen jeweils in den senkrecht zu den Tangenten (t) an die in der Längsumrißebene des charakteristischen Längsumrisses des Antennenflügels (1) von der Speisestelle (3) bis zum Scheitelpunkt des Querscheitels (8) stetig gekrümmt verlaufende Mittelkurve (m) des charakteristischen Längsumrisses (2) liegenden Querschnittsebenen (e), der doppelten jeweils längs dieser Mittel kurve (m) zugeordneten, in der Längsumrißebene senkrecht zur jeweiligen Tangente (t) an die Mittelkurve (m) gemessenen Breitenabmessung des ebenen Antennenflügels (1) entspricht.
  7. 7. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß die in den Querschnittsebenen gemessenen Querschnitte des Antennenflügels (1) wenigstens annähernd ellipsenförmig sind.
  8. 8. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, daß die große Hauptachse der ellipsenförmigen Querschnitte senkrecht zu der Ebene des charakteristischen Längsumrisses des Antennenflügels verläuft.
  9. 9. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenflügel (1) in ebener Gestaltung aus einer Blechplatte, und in räumlicher Gestaltung aus einem Blechhohlmantel besteht.
  10. 10. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenflügel (1) aus einem Drahtgitterwerk (9) oder einem Draht/Blechstreifen-Gitterwerk (10, 11) besteht.
  11. 11. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenflügel (1) mit einem Gitterwerk aus von seiner Speisestelle aus strahlenförmig ausgehenden, bogenförmig im Krümmungssinn der von der Speisestelle (3) ausgehenden Längsumrißlinien (6, 7) verlaufenden Drähten (10) und diese kreuzenden Blechstreifen (11) belegt ist.
  12. 12. Breitband-Richtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher der Antennenflügel (1) in bezüglich einer Symmetrieachse (s) im Abstand zu dieser spiegelbildlicher Anordnung zu einem identisch ausgebildeten zweiten Antennenflügel (1) derselben Längsumrißebene angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenflügel (1) beidseitig der Symmetrielinie (s) mit ihren Querscheiteln (8) einander abgewendet angeordnet sind.
  13. 13. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der durch den Abstand der Querscheitel (8) der beiden Antennenflügel (1) voneinander bestimmten Spannweite (W) der Antennenflügel (1) zu der von der Speisestelle aus zu der gemeinsamen Tangente (T) an die Endscheitel (5) gemessenen Länge (L) 1,6 bis 1,8, insbesondere 1,72, beträgt.
  14. 14. Breitband-Richtantenne nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Antennenflügel (1) von einem entlang ihres charakteristischen Längsumrisses verlaufenden, die Antennenflügel (1) verbindenden Kunststoffrahmen (12) auf einem im gemeinsamen Flächenschwerpunkt der Antennenflügel (1) senkrecht zu deren Längsumrißebenen verlaufenden Ständer (13) eingefaßt sind.
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