DE3502706C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer koaxial eingespeisten Breitband- Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Antenne ist aus der britischen Patentschrift GB 20 66 580 A bekannt, bei der die physikalische Höhe etwa λ/4 beträgt. Ferner sind Einband- oder Multiband-Antennen be­ kannt, deren Bauhöhe und damit die Effizienz der Antenne durch Verkürzung des Strahlers von der elektrisch optimalen Länge λ auf λ ⅝, λ/5 oder λ/4 entsprechend herabgesetzt ist. Die Bauhöhe solcher Vertikal-Antennen, z. B. als Groundplane-Antenne für den HF- und den VHF-Bereich, bewegt sich etwa zwischen 5000 mm und 750 mm. Mit ihren bis 3 m weit ausladenden Radials stellen sie vielfach Gebilde mit erheblichem Platzbedarf dar. Schon aus diesem Grund können sie in der Regel nur außerhalb des Daches installiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Breitband-Antenne der genannten Art so weiterzubilden, daß bei nahezu gleichbleibendem Wirkungsgrad die Höhe der Antenne verringert wird, und sie deshalb sowohl unter Dach als auch außer­ halb des Daches unauffällig angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Breitband-Antenne der eingangs genannten Art er­ findungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Die erfindungsgemäße Antenne wird anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht.

Bei der Breitband-Antenne ist der Innenleiter des über eine koaxiale Verbin­ dung einspeisenden Koaxialkabels 1 mit dem Innenleiter des leitenden Rohres 2, den Abstandshaltern 3, dem als Platte ausgeführten Strahler 4, dem leitenden Rohr 5, der leitenden Grundebene 6 mit dem Schirmgeflecht des einspeisenden Koaxialkabels galvanisch verbunden. Hierbei ist die Breitband-Antenne am Fußpunkt direkt geerdet. Eine Funktion als Blitzableiter ist gegeben.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, leitende, horizontale Grundebene 6 besteht aus 0,8 mm dickem Weißblech. Die Maße der rechtwinkligen Grundebene aus Weißblech sind:

• Länge: 530 mm
• Breite: 480 mm

Von den vier Ecken der Platte werden zunächst die Spitzen (20 mm) abge­ schnitten. Die verbleibenden Ecken (130 mm tief) sind in einem Winkel von 50° zu der dem Strahler abgewandten Seite abzuwinkeln, so daß diese fest auf dem Boden steht. Etwa in der Mitte der leitenden Grundebene ist eine Öffnung von 28 mm Durchmesser zur Aufnahme einer aus Messing bestehenden zweifachen Konus-/ Quetsch-Rohrverschraubung vorzusehen. Ein aus Aluminium bestehendes Rohr mit einer Gesamtlänge von 400 mm bildet, zusammen mit dem Innenleiter, das leitende, vertikale Rohr 5. Außendurchmesser des Rohres = 19 mm. Innendurch­ messer des Rohres = 17 mm. Der Innenleiter 2 des leitenden Rohres 5, ein 170 mm langer und 8 mm dicker Stab aus Vollmessing, erhält am Boden eines seiner Enden eine Bohrung für einen 4 mm Gewindezapfen (5 mm lang), der mit dem Innenanschluß einer Koaxial-Einbaubuchse verlötet wird. Der so vorbe­ reitete Innenleiter (Gesamtlänge 175 mm) wird nun mit isolierenden Distanz­ ringen aus Kunststoff in das leitende Rohr eingeschoben, das anschließend mit Hilfe der Quetsch-Rohrverschraubung in der 23 mm-Bohrung der leitenden Grundebene fixiert wird. Rohrlänge oberhalb der leitenden Grundebene = 380 mm. Zur Herstellung einer besseren galvanischen Verbindung wird die Messing-Quetsch-Rohrverbindung mit dem Weißblech verlötet. Der unter dem Weißbleck liegende Teil der Quetsch-Rohrverschraubung (20 mm) wird mit Hilfe von Distanzringen mit dem Weißblech fest verschraubt. Die Ecken der Koaxial- Einbaubuchse werden mit Hilfe von Messingstreifen mit dem Weißblech verlötet.

Zur Anpassung des einspeisenden 50-Ohm-Koaxialkabels an den höher liegenden Eingangswiderstand der Antenne wird im HF-Bereich beispielsweise aus dem gleichen 50-Ohm-Koaxialkabel ein Impedanz-Wandler mit einer Länge von 5,90 m geformt. Gemessen bei 27 500 MHz und 28 500 MHz wurde damit bei optimaler Abstrahlung ein Stehwellenverhältnis von besser 1,2 erreicht.

Für den VHF-Bereich wurden Aufbau und Maße der Breitband-Antenne unverändert übernommen. Zur Erzielung von Resonanz wurde im VHF-Bereich eine Metallplatte 4 aus 3 mm dickem Aluminium in den Maßen Länge 225 mm, Breite 150 mm montiert, die über Abstandshalter 3 (4 mm dicke Gewindestäbe aus Messing), ausgehend von dem Innenleiter 2 des leitenden Rohres 5 galvanisch durchgehend mit dem freien Ende des leitenden Rohres verbunden ist (Fig. 1 und 2).

Das vertikale, leitende Rohr und dessen Innenleiter werden in Ergänzung zu Beispiel 1 wie folgt vorbereitet: Das leitende Rohr erhält oberhalb einer Höhe von 150 mm eine 20 mm hohe und 15 mm breite Öffnung. Der Innenleiter, ein 170 mm langer und 8 mm dicker Stab aus Vollmessing, erhält 15 mm unter­ halb seines oberen Endes eine 4 mm Gewindebohrung.

Der Abstand des unteren Endes der Öffnung im vertikalen, leitenden Rohr zur horizontalen Grundebene beträgt 130 mm. Bei der beispielhaften Bemaßung liegt die obere 4 mm Gewindebohrung im Innenleiter in der Mitte der Öffnung des leitenden, vertikalen Rohres.

Die Metallplatte erhält längs mittig je eine 4 mm Bohrung (Randabstand je­ weils bis Mitte Bohrung oben und unten = 8 mm).

Mit Hilfe zweier Messing-Gewindestangen 3 wird nun die Metallplatte 4 in einem Abstand von 55 mm vom leitenden, vertikalen Rohr 5 sowohl mit dem Innenleiter 2 als auch mit dem freien Ende des leitenden Rohres galvanisch durchgehend verbunden. Zur Aufnahme der Gewindestange wurde eine 4 mm Messing-Mutter auf eine Rohrschelle entsprechenden Durchmessers aufgelötet. Der Abstand von der Mitte der Mutter bis Oberkante leitendes, vertikales Rohr beträgt 30 mm. im VHF-Bereich ist mit einem 50-Ohm-Koaxialkabel Direkt­ einspeisung möglich. Eine bessere Abstrahlung bei einem Stehwellenverhältnis besser 1,2 läßt sich mit einem Impedanz-Wandler, z. B. geformt aus einem 2,24 m langen Stück eines 50 Ohm-Koaxialkabels, erzielen.

Auch für den UHF-Bereich wurden Aufbau und Maße der leitenden, horizontalen Grundebene grundsätzlich unverändert übernommen. Zur Erzielung von Resonanz im UHF-Bereich wurde eine wesentlich größere Metallplatte 4 aus 3 mm dickem Aluminium in den Maßen: Länge 375 mm, Breite 225 mm verwendet, die in einem Abstand zum leitenden, vertikalen Rohr von 55 mm galvanisch mit der leitenden, horizontalen Grundebene verbunden ist. Die Verbindung erfolgt kraftschlüssig durch einen 225 mm breiten Winkel aus leitendem Metall. Die Metallplatte 4 ist außerdem über zwei entsprechend lange 4 mm Gewindestangen 3 aus Messing sowohl mit dem Innenleiter 2 als auch mit dem freien Ende des leitenden, vertikalen Rohres 5 verbunden. Abstand der Mitte der 4 mm Bohrung zum oberen Rand der Metallplatte = 6 mm, der unteren Bohrung zum unteren Rand der Metall­ platte = 140 mm. Befestigung am leitenden, vertikalen Rohr erfolgt durch eine Rohrschelle. Abstand von der Mitte der der auf der Rohrschelle aufgelöteten 4 mm Mutter bis Oberkante des leitenden, vertikalen Rohres beträgt 10 mm.

Im UHF-Bereich ist mit einem 50 Ohm-Koaxialkabel Direkteinspeisung möglich. Das Stehwellenverhältnis bei optimaler Abstrahlung ist 1,1.

Die in der erfindungsgemäßen Antennen-Konstruktion herzustellende leitende, horizontale Grundebene 6 kann aus Gußkörpern beliebiger metallischer Werk­ stoffe, wie z. B. Aluminium-Druckguß oder Körpern anderer metallisierter Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff, bestehen oder aus rechteckigen Blechen, z. B. aus Kupfer, Aluminium, Messing, verzinktem Eisenblech, vorzugsweise aus 1 mm starkem Weißblech mit im Winkel von 50° nach der dem Strahler ab­ gewandten Seite abgewinkelten Ecken. Erfindungsgemäß können das leitende, vertikale Rohr, dessen Innenleiter sowie die Metallplatten aus den gleichen Werkstoffen bestehen, wobei das leitende, vertikale Rohr vorzugsweise aus Aluminium und dessen Innenleiter vorzugsweise aus Messing besteht. Für die Abstandshalter gilt das gleiche. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion bestehen sie aus Messing. Eine Kombination aus Kupfer mit anderen Metallen ist wegen einer möglichen Elementbildung zu vermeiden.

Claims (3)

1. Koaxial eingespeiste Breitband-Antenne mit einer leitenden, horizontalen Grundebene (6) und darauf angeordnetem Strahler, der vom Innenleiter des Koaxialkabels (1) gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß das speisende Koaxialkabel durch die leitende Ebene hindurch als leitendes Rohr (5) mit Innenleiter (2) fortgesetzt ist und daß die Speisung durch eine seitliche Öffnung im Rohr gebildet ist, durch welche der Innenleiter geführt ist und mit dem als Platte ausgeführten Strahler (4) verbunden (3) ist, welche Platte etwa dieselbe Höhe wie das Rohr hat und parallel zum leitenden Rohr angeordnet und mit der leitenden Ebene verbunden ist und daß das Rohr an seinem freien Ende mit dem freien Ende der Platte leitend verbunden (3) ist.

2. Breitband-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Grund­ ebene (6) aus metallisiertem Kunststoff besteht.

3. Breitband-Antenne nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundebene (6) als rechteckige Platte ausgeführt ist, deren Ecken zu der dem Strahler (4) abgewandten Seite abgewinkelt sind.