DE3709163C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine breitbandige Monopolantennenanordnung, bestehend aus zwei über einen Serienkondensator verbundene, vertikale Strahlerabschnitte, die eine Strahleranordnung bilden, die mit einer Basisanordnung mit einer horizontalen leitenden Ebene verbunden sind, und bei der die Basisanordnung einen Impedanzwandler und den Fußpunkt der Monopolantennenanordnung enthält, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Viele Kommunikationssysteme, die den Hochfrequenzteil des elektromagnetischen Spektrums benutzen, arbeiten jeweils über einen oder mehrere breite Frequenzbereiche einschließlich dem Luftverkehr (3-23 MHz), dem Amateursendebereich (2-30 MHz), dem Regierungsbereich (25-50 MHz und 30-90 MHz), dem Landfahrzeugbereich (2-50 MHz) und dem Marinefahrzeugbereich (3-22 MHz), um nur einige zu nennen. Bisher müssen Antennen für solche Stationen, die in Bändern von sehr niedrigen Frequenzen ("VLFs") über das niedrige Ende von Ultrahochfrequenzen ("UHFs") entweder für jeden verschiedenen engen Frequenzbereich gewechselt oder manuell oder elektronisch erneut angepaßt und/oder erneut abgestimmt werden, so daß die Antenne annehmbare Betriebsbedingungen wie ein niedriges Stehwellenverhältnis und einen hohen Gewinn über den gesamten interessierenden Frequenzbereich aufweist. Diese Eigenschaften sind bei mobilen Anwendungswellen besonders schwierig zu erreichen, bei welchen die Antennen stark, leichtgewichtig, leicht zu benutzen und mit niedrigem Profil sein müssen.

Eine solche bekannte bewegliche, vertikal polarisierte Breitband-Monopolantenne, die für eine Benutzung bei Frequenzen von etwa 30 MHz-76 MHz ausgelegt ist, ist in dem Artikel von Helmut Brueckmann "A New Approach to Broadband Vehicle Antennas", 1958 IRE National Convention Record, Teil 8, Seiten 19-27 beschrieben. Die Impedanz dieser Antenne variiert soweit über diese Frequenzen, daß vier getrennte Anpassungs- und Abstimmkreise, die vom Benutzer per Hand ein- und ausgeschaltet werden, verwendet werden müssen, um die Antenne abzustimmen.

Seit einiger Zeit haben elektromagnetische Nachrichtenstationen bzw. Kommunikationssysteme damit begonnen, Breitband-Techniken einzusetzen, so wie die sogenannten Frequenzspringersysteme bzw. Systeme mit Frequenzsprungtechnik, bei welchen sowohl der Sender als auch der Empfänger die Kommunikationsfrequenzen innerhalb eines breiten Frequenzspektrums in einer für beide Einheiten bekannten Weise schnell und häufig wechseln. Wenn mit solchen Systemen gearbeitet wird, sind Antennen mit mehreren Anpassungs- und/oder Abstimmungskreisen, die entweder manuell oder elektronisch mit der für Kommunikationszwecke augenblicklich benutzten Frequenz geschaltet werden müssen, einfach unangemessen. Stattdessen ist eine einzige Antenne erforderlich, die an alle Frequenzen über das interessierende breite Frequenzspektrum vernünftig angepaßt und abgestimmt ist.

Aus der GB 21 48 605 A sowie aus der GB 21 48 604 A sind bereits Monopolantennenanordnungen der eingangs genannten Art bekannt. Die bekannten Monopolantennenanordnungen umfassen zwei durch einen Serienkondensator miteinander verbundene Strahlerabschnitte, die mit einer Basisanordnung mit einer leitenden horizontalen Ebene verbunden sind. Die Basisanordnung umfaßt einen Impedanzwandler zur Anpassung der Fußpunktimpedanz der Monopolantennenanordnung an den gewünschten eingangsseitigen Wellenwiderstand. Wenn eine derartige Monopolantennenanordnung in einem breitbandigen Betriebsfrequenzbereich betrieben wird, so ergibt sich über den Betriebsfrequenzbereich ein hoher Welligkeitsfaktor bei einem stark schwankenden Gewinn der Antenne über ihren Betriebsfrequenzbereich.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine breitbandige Monopolantennenanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden daß unter Beibehaltung der guten Abstrahlungseigenschaften im gesamten Betriebsfrequenzbereich eine Verbesserung des Welligkeitsfaktors bzw. Stehwellenverhältnisses erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Monopolantennenanordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung bei­ spielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Antenne;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer Schaltung mit punktförmiger Verteilung des elektrischen Aufbaus bzw. eines Ersatzschaltbildes der in Fig. 1 ge­ zeigten Antenne;

Fig. 3 eine teilweise vertikale fragmentarische Ansicht im wesentlichen entlang Linie 3-3 in Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel für eine Spitzenkondensatoranordnung zeigt.

Fig. 4 eine teilweise vertikale fragmentarische Ansicht im wesentlichen entlang Linie 4-4 in Fig. 1, die eine beispielsweise Anordnung von Komponenten zeigt, die in der Basis-Isolator-An­ ordnung einschließlich der Widerstandsanordnung, dem Impedanzwandler und dem Anpassungsnetzwerk untergebracht sind;

Fig. 5 eine punktförmige Auftragung bzw. Aufzeichnung in der Form eines vereinfachten Smith-Diagramms mit einem charakteristischen Wellenwiderstand von 50 Ohm der gemessenen Impedanz der in Fig. 1 dar­ gestellten Antenne über den Frequenzbereich von näherungsweise 30 MHz bis 90 MHz; der Kreis des Stehwellenverhältnisses von 3,5:1 ist in einer gestrichelten Linie in der Darstellung der Fig. 5 wiedergegeben; die Impedanz wurde mit der Antenne gemessen, die eine Gesamtlänge von 297,2 cm (117 inches) aufwies und in dem Mittelpunkt einer Masseebene von 3,0 m x 3,0 m (10′ × 10′ bzw. 10 feet × 10 feet) angeordnet war;

Fig. 6 eine Aufzeichnung des Gewinns der in Fig. 1 darge­ stellten Antenne relativ zu dem einer Einviertel- Wellenlängen-Monopol-Antenne, die auf 0,0 dB bezogen ist, über den Frequenzbereich von näherungsweise 30 MHz bis 90 MHz;

Fig. 7 eine Aufzeichnung eines Smith-Diagramms im wesent­ lichen in der gleichen Form wie das in Fig. 5, welche die Impedanz eines kontinuierlichen linearen Strahlers mit einer Gesamtlänge von 297,2 cm (117′′) darstellt;

Fig. 8 eine Aufzeichnung eines Smith-Diagramms im wesent­ lichen in der gleichen Form wie in Fig. 5, die die Impedanz der Antenne wiedergibt, deren Impedanz in Fig. 7 aufgezeichnet ist, modifiziert durch das Hinzufügen eines Kondensators von näherungsweise 5 pF, der in Reihe mit dem linearen Strahler auf einer Höhe von 166,4 cm (65,5′′) über der Masse­ ebene eingesetzt worden war;

Fig. 9 eine Darstellung eines Smith-Diagramms im wesent­ lichen in der gleichen Form wie das in Fig. 5, welches die Impedanz der Antenne wiedergibt, deren Impedanz in Fig. 8 aufgezeichnet ist, modifiziert durch das Hinzufügen eines Breitband-Impedanzwandlers;

Fig. 10 eine Aufzeichnung eines Smith-Diagramms im wesentlichen in der gleichen Form wie in Fig. 5 die die Impedanz der Antenne wiedergibt, deren Impedanz in Fig. 9 aufgezeichnet ist, modifiziert durch das Hinzufügen eines Längenstückes einer Übertragungsleitung; und

Fig. 11 eine Aufzeichnung eines Smith-Diagramms im wesent­ lichen in der gleichen Form wie in Fig. 10, welche die Impedanz der Antenne aufzeichnet, deren Impedanz in Fig. 10 wiedergegeben ist, modifiziert durch das Hinzufügen eines Anpassungskondensators.

Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer Monopol-Antenne gemäß der Erfindung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Antenne 10 umfaßt einen linearen oberen Strahlerabschnitt 11 ("Spitzenstrahler 11" genannt), in welchem ein Spitzenkondensator 12 (in Fig. 2 schematisch dargestellt) eingebettet ist, einen linearen unteren oder Basisstrahlerabschnitt 13 ("Basisstrahler 13" genannt) und eine Basisanordnung 14.

Sowohl der Spitzenstrahler 11 als auch der Basisstrahler 13 können allgemein in einer üblichen Weise für Anwendungsfälle von Monopolen mit hoher mechanischer Festigkeit geformt sein: ein konischer zylindrischer Kern, der aus einem nichtleitenden Material wie faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, kann von einem Geflecht aus Leitern umwickelt und in einem Abdecklaminat aus einem Fiberglas oder einem Kunststoff eingeschlossen sein. Eine (nicht gezeigte) passende Hülse bzw. Kontaktringanordnung, die aus einem geeigneten Material wie Messing hergestellt ist, kann in die Basis des Spitzenstrahlers 11 und in die Spitze des Basisstrahlers 13 eingesetzt sein, um deren elektrisches und mechanisches Ineinandergreifen zu ermöglichen.

Eine mögliche Konstruktion eines Spitzenkondensators 12 wird mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. In einer nachfolgend zu diskutierenden Erhebung über Masse bzw. in einem vorge­ gebenen Abstand über den Boden ist am Kern des Spitzen­ strahlers 11 (durch die Bezugsziffer 121 angegeben) ein zylindrisches leitendes Fitting 122 durch Kleben oder andere Methoden, die dem Fachmann bekannt sind, befestigt, welches einen zylindrischen Finger 123 mit geringfügig kleinerem Durchmesser als der des Kerns 121 aufweist. Der Finger 123 ruht innerhalb eines nichtleitenden, dielektrischen Abstands­ halters 124 wie einem der aus Teflon so hergestellt ist, daß er den Finger 123 in einer Bohrung 125 aufnehmen kann, und der selber an dem fortlaufenden unteren Teil des Spitzen­ strahlers 11 befestigt ist. Ersichtlich kann die Kapazität des Spitzenkondensators 12 durch das Ausmaß eingestellt werden, mit welchem sich der Finger 123 innerhalb des fortlaufenden unteren Teils des Spitzenstrahlers 11 erstreckt. Außerdem ist es von Bedeutung, daß aufgrund der Aufnahme des Spitzen­ kondensators 12 in dem Spitzenstrahler 11 und in Reihe mit diesem die Antenne 10 einen merklichen Sicherheitsfaktor auf­ weist - die Antenne 10 bricht bei einer Berührung mit einer Hochspannungs-Versorungsleitung nicht zusammen bzw. fällt nicht aus, bis der Spitzenkondensator 12 und die diesen um­ gebende Fiberglasabdeckung ihre Durchschlagsspannung erreicht - für die festgestellt wurde, daß sie größer als 25 kV für die nachfolgend beschriebene Antennenkonfiguration beträgt.

Die Basisanordnung 14 umfaßt eine Feder 15 und, wie es am besten in Fig. 4 gezeigt und in Fig. 2 schematisch darge­ stellt ist, ein zylindrisches Basisgehäuse 16, welches eine Widerstandsanordnung 18, einen Impedanzwandler 19 und ein Über­ tragungsleitungs-Netzwerk 20 umfaßt. Die Feder 15, die bevor­ zugt aus rostbeständigem Stahl hergestellt ist, kann mit einem ihrer Enden mit der Basis des Basisstrahlers durch eine (nicht gezeigte) passende Kontakthülse elektrisch und mechanisch verbunden und mit ihrem entgegengesetzten Ende, wie durch Bolzen, an dem Basisgehäuse 16 befestigt sein, und ihre zwei Enden durch einen Kurzschlußgeflechtleiter 21 elektrisch kurzgeschlossen haben (Veranschaulichung in Fig.1). Die Widerstandsanordnung 18 kann eine Vielzahl von Wider­ ständen, die parallel verbunden sind, oder eine andere Schaltungskonfiguration umfassen, der konzentrierte bzw. punktförmig verteilte Schaltungswiderstand sich so ver­ hält, wie es nachfolgend beschrieben wird und deren elektri­ sche Nennleistungen genügen, um für eine Abstrahlung der maximalen Wirkleistung, von der Antenne 10 zu sorgen. Der Impedanz­ wandler 19 ist ein ringförmiger Breitband-Kopplungstransfor­ mator mit festem Impedanzverhältnis ähnlich dem, wie er be­ schrieben worden ist in dem "The ARRL Antenna Book, 14th Edition (1983)" auf den Seiten 4-8 bis 4-11 und 5-21 bis 5-22 und in dem Artikel von C. L. Ruthroff "Some Broad-Band Transformers", Proceedings of the IRE (1959) auf den Seiten 1337 bis 1342. Das Übertragungsleitungs-Netzwerk 20 umfaßt ein Längenstück einer koaxialen Übertragungsleitung 22 und eine Anpassungskapazität 23, die einen oder mehrere Konden­ satoren, die parallel geschaltet sind, oder eine andere Schaltungskonfiguration haben kann, deren konzentrierte bzw. punktförmig verteilte Kapazität (lumped-circuit capacitance) sich verhält, wie es nachfolgend beschrieben wird.

Um ein kompaktes Basisgehäuse zu erreichen, hat es sich als wünschenswert herausgestellt, die Übertragungsleitung 22 koaxial zur vertikalen (und longitudinalen) Achse und an der Basis des Basisgehäuses 16 zu wickeln und anzuordnen, wobei eine kleine gedruckte Schaltungsplatte 24, die die Anpassungs­ kapazität 23 trägt, umgeben wird. Der Mittelleiter eines Endes der koaxialen Übertragungsleitung 22 ist mit der kleinen gedruckten Schaltungsplatte 24 und einem Ende der Anpassungs­ kapazität 23 elektrisch verbunden. Das andere Ende der An­ passungskapazität 23 kann durch die gedruckte Schaltungs­ platte 24 mit dem Mittelkontakt irgendeiner Steckverbindung, wie einer BNC-Steckverbindung 25 elektrisch verbunden sein, die geeignet ist, eine schnelle elektrische und mechanische Verbindung zu einer (nicht gezeigten) Übertragungsleitung oder einer anderen Einrichtung zur Kopplung der Antenne 10 mit dem gewünschten Sender/Empfänger geeignet ist. Der Schirmleiter von dem Ende der Übertragungsleitung 22 ist durch die gedruckte Schaltungsplatte 24 mit dem Schirm der BNC-Steckverbindung 25 verbunden. Stützen bzw. Abstandshalter 26 sichern das Übertragungsleitungs-Netzwerk 20 an seinem Platz und tragen den Impedanzwandler 19 darüber, dessen zwei Leitungen 28 seiner Wicklung mit dem Ende der koaxialen Übertragungsleitung 22 elektrisch verbunden sind, welches dem mit der gedruckten Schaltungsplatte 24 verbundenen Ende entgegengesetzt ist. Ein Bananenstecker 29 oder eine andere geeignete elektrische Steckverbindung wird ehenfalls auf der Kopfseite der Abstandshalter 26 getragen für ein elektri­ sches und mechanisches Ineinandergreifen mit einem passenden Steckverbinder in der Basis der Widerstandsanordnung 18. Während die Widerstandsanordnung 18 aus einer Vielzahl von Widerständen aufgebaut ist, die elektrisch parallel ge­ schaltet sind, zwischen zwei kreisförmigen leitenden Platten mit einer von denen der Bananenstecker verbunden ist und von denen die entgegengesetzte Platte mit der Basis des Kurz­ schlußgeflechts-Kondensators 21 für die Feder 15 elektrisch in Eingriff steht, erkennt der Fachmann, daß das Widerstands­ netzwerk 18, der Impedanzwandler 19, die Übertragungsleitung 22 und die Anpassungskapazität 23 elektrisch in Reihe geschaltet sind, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Nachdem die mechanische und elektrische Konfiguration derAn­ tenne 10 beschrieben worden ist, werden die einzelnen Para­ meter ihre Elemente, wie sie für die Ausführungs­ form benutzt werden, die für eine Benutzung im Frequenzbe­ reich von 30 MHz - 90 MHz geeignet ist, nachfolgend im einzelnen angegeben:

Gegenständliche Längenmaße:
  Länge über alles: 297,2 cm (117″)
  Spitzenstrahler: 148,0 cm (58,25″)
  Basisstrahler 130,2 cm (51,25″)
  Spitzenkondensator bis Masse: 166,4 cm (65,50″)
Spitzenkapazität: 5 pF
Widerstandsanordnung: 12 220 Ohm 2W; Widerstände parallel geschaltet
Effektiver Widerstand: 18,33 Ohm
Impedanzwandler: 3,56 : 1 festes Impedanzverhältnis; zwei Leiter von 27,9 cm (11″) und 38,7 cm (15,25″) Längen um einen Ringkern gewickelt mit 2,5 cm (0,97″) Innendurchmesser und 3,9 cm (1,54″) Außendurchmesser, aus Ferrit mit 67% Nickel-Zink hergestellt mit einer Permeabilität 40
Anpassungskapazität: 2180 pF Kondensatoren parallel geschaltet
Effektive Kapazität: 360 pF
Übertragungsleitungs-Induktivität: 114,3 cm (45″) von R 316/U Koaxialkabel mit 10 Windungen in Spule gewickelt, die einen Durchmesser von 3,7 cm (1,47″) aufweist.

Die Betriebsweise einer erfindungsgemäßen Antenne kann am besten mit Bezug auf mehrere Aufzeichnungen in der Form eines verein­ fachten Smith-Diagramms mit einem 50-Ohm-Wellenwiderstand bzw. einem charakteristischen Leitungswiderstand von 50 Ohm der Impedanz der Antenne 10 über den breiten Bereich von inte­ ressierenden Frequenzen erläutert werden, wenn Variationen bei einigen Elementen darin vorgenommen werden.

Fig. 5 zeigt eine Aufzeichnung (allgemein bekannt als ein Smith-Diagramm) der Impedanz der Antenne 10 (mit den oben erläuterten spezifischen Parametern) wie sie mit der Antenne 10 gemessen wird, wenn diese vertikal über dem Mittelpunkt einer 3,0 × 3,0 m (10′ × 10′ bzw. 10 feet × 10 feet) Grundplatte angeordnet ist. Ersichtlich kann eine solche Antenne von im wesentlichen 30 MHz bis 90 MHz mit einem Welligkeitsfaktor bzw. Stehwellenverhältnis VSWR von 3,5:1 oder weniger arbeiten, wobei das Erfordernis vollständig beseitigt ist, die Antenne in anderer Weise anzupassen oder abzustimmen. Darüber hinaus wird dieses niedrige Stehwellen­ verhältnis, wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, die den Gewinn dieser Ausführungsform der Antenne 10 relativ zu dem einer Monopolantenne wiedergibt, deren elektrische Scheinlänge bei jeder Frequenz eine Viertelwellenlänge beträgt und deren Ge­ winn bei allen Frequenzen auf 0,0 dB bezogen ist, ohne merk­ lichen Verlust an Gewinn (welcher 2,5 dB oder weniger, für alle Frequenzen bis auf die letzten 7% des interessierenden Frequenzbandes beträgt) erreicht.

Der Effekt der verschiedenen Elemente auf die Impedanz kann vollständig verstanden werden, indem zuerst die Impedanz in einem Smith-Diagramm in Fig. 7 für einen kontinuierlichen linearen Strahler mit einer Gesamtlänge von 297,2 cm (117′′) und einem effektiven Radius von etwa 1,3 cm (1/2′′) untersucht wird. Es ist ersichtlich, daß es einen weiten Variationsbereich bezüglich des Widerstandes und der Reaktanz dieser Antenne als einer Funktion der Frequenz gibt und daß nach einer Ein-Viertel-Wellenlängenresonanz bei 30 MHz eine Ein-Halb-Wellenlängen-Mitschwingresonanz bei näherungsweise 39 MHz und eine Drei-Viertel-Wellenlängen-Mitschwing­ resonanz bei näherungsweise 72 MHz gibt und durch eine Voll- Wellenlängen-Resonanz bei 80 MHz hindurchgeht.

Es ist bekannt, daß wenn ein solcher Strahler bei bestimmten Frequenzen zwischen 30 MHz und 90 MHz angepaßt bzw. abgestimmt ist und wenn der Strahler länger als etwa ein 5/8tel Wellen­ länge ist, der Richtungsgewinn bzw. Richtver­ stärkungsfaktor nicht länger in der Azimutebene liegt und die Signalüberdeckung bzw. Signalreichweite verringert ist. Es wurde festgestellt, daß sich die elektrische Scheinlänge des linearen Strahlers dann, wenn eine kleine Kapazität in Reihe mit dem linearen Strahler angeordnet wird, über das gesamte Band von 30 MHz bis 90 MHz reduziert, die weite Variation bzw. große Änderung im Widerstand und der Reaktanz über die Bandbreite reduziert und der Strahlungswinkel auf einem Minimum (die Signalreich­ weite somit auf einem Maximum) gehalten werden kann.

Fig. 8 zeigt ein aufgetragenes Smith-Diagramm der Impedanz des linearen Strahlers mit einer Länge von 297,2 cm (117′′) mit einer Kapazität von näherungsweise 5 pF, die in Reihe mit dem linearen Strahler in einer Höhe von 166,4 cm (65,5′′) über der Grundplatte eingesetzt ist. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße modifizierte lineare Strahler eine Ein-Viertel-Wellenlängenresonanz bei näherungs­ weise 38 MHz und eine Ein-Halb-Wellenlängen-Resonanz bei näherungsweise 55 MHz aufweist, jedoch keine weiteren Resonanzfrequenzen zeigt. Wenn ein Breitband-Impedanz-Wandler benutzt wird, um die Antennenimpedanz an der Basis des linearen Strahlers (die dessen Fußpunkt ist) in die der Übertragungsleitung umzu­ wandeln, mit welcher jener verbunden ist, wird ein niedrigeres Stehwellenverhältnis (VSWR) (d.h. 3,5:1 oder weniger) von näherungsweise 59 MHz bis 90 MHz erreicht, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.

Die Höhe über Masse, auf welcher der Kondensator in Reihe mit dem linearen Strahler positioniert wird, ist wesentlich für das elektrische Leistungsverhalten bzw. die elektrische Arbeitsweise des linearen Strahlers und sollte letztlich gewählt werden, um das elektrische Leistungsverhalten und die mechanischen Gegebenheiten ins Gleichgewicht zu bringen. Dies ist bei der Konstruktion der Antenne 10, die über ein breites Band von 30 MHz bis 90 MHz betrieben werden soll, 166,4 cm (65,5′′) als ein Optimum anzusehen.

Fig. 9 macht ersichtlich, daß am unteren Ende des Arbeits­ frequenzbandes der lineare Strahler einschließlich des Reihen-Spitzenkondensators und des Impedanzwandlers einen niedrigen Eingangswiderstand und eine kapazitive Reaktanz aufweist. Das Hinzufügen der Übertragungsleitung, die bevor­ zugt, jedoch nicht notwendigerweise den gleichen charakteristi­ schen Leitungswiderstand bzw. Wellenwiderstand wie die mit der Antenne verbundene Übertragungs-Versorgungsleitung auf­ weist, fügt eine versetzende induktive Reaktanz hinzu, die das Abstimmen in dem Bereich von 40 MHz bis 60 MHz verbessert, wie es aus Fig. 10 ersichtlich ist. Noch wichtiger ist, daß dies dazu führt, daß der lineare Strahler bei niedrigen Frequenzen in dem Band induktiv reaktiv wird. Dies wiederum gestattet eine Kompensation durch die Hinzufügung einer klei­ nen Anpassungskapazität in Reihe mit der Übertragungsleitung, was zu dem Impedanzdiagramm der Fig. 11 führt.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß durch Hinzufügen eines kleinen Widerstandes in Reihe mit dem linearen Strahler und dem Impedanzwandler das resultierende Stehwellenverhältnis (VSWR) der Antenne bei niedrigerer Frequenz, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, merklich verringert wird. Mit anderen Worten wirkt dieser Reihenwiderstand so, daß der Widerstand der Antenne 10 an deren Fußpunkt bzw. Versorgungspunkt bei niedrigeren Frequenzen angehoben wird, er hat jedoch wenig Einfluß auf den Widerstand des Fußpunktes bzw. Versorgungs­ punktes bei höheren Frequenzen, wodurch das Stehwellenver­ hältnis bei niedrigeren Frequenzen verringert wird ohne eine entsprechende Anhebung des Stehwellenverhältnisses bei höheren Frequenzen. Somit wird durch das Anordnen eines geeigneten Widerstandes in Reihe mit und vor dem Übertragungsleitungs- Netzwerks das Stehwellenverhältnis (VSWR) bei niedrigeren Frequenzen merklich verringert im Austausch für eine akzeptabel geringe Verringerung des Gewinns, und der spiralförmige Impedanzverlauf in Fig.11 wird in die in Fig. 5 gezeigte engere Spirale gezogen, wodurch eine Niedrig-Profil-Antenne erzeugt wird, deren Welligkeitsfaktor bzw. Stehwellenverhältnis über das gesamte interessierende Band genügend gering bzw. klein ist, so daß ein weiteres Abstimmen und Anpassen nicht er­ forderlich ist, und deren Gewinn nicht merklich geringer ist als der von einer Ein-Viertel-Wellenlängen-Antenne bei jeder Frequenz über das Band.

Claims (3)

1. Breitbandige Monopolantennenanordnung, bestehend aus zwei über einen Serienkondensator verbundene, vertikale Strahlerabschnitte, die eine Strahleranordnung bilden, die mit einer Basisanordnung mit einer horizontalen leitenden Ebene verbunden sind, und bei der die Basisanordnung einen Impedanzwandler und den Fußpunkt der Monopolantennanordnung enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Strahleranordnung etwa 29,7 Prozent der Wellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz beträgt,
daß der Serienkondensator (121 bis 125) um eine Länge, die etwa 16,6 Prozent der Wellenlänge bei der niedrigsten Betriebsfrequenz beträgt, oberhalb der leitenden Ebene angeordnet ist,
daß die höchste Betriebsfrequenz dreimal so hoch ist wie die niedrigste Betriebsfrequenz, und
daß eine Widerstandsanordnung (18) am Fußpunkt der Strahleranordnung (11, 13) in Reihe zwischen dieser (11, 13) und dem Impedanzwandler (19, 20) geschaltet ist, deren Widerstandswert kleiner als die kleinste Fußpunktimpedanz der Strahleranordnung (11, 13) in deren Betriebsfrequenzbereich ist.

2. Monopolantennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwandler einen Ringkern-Impedanz-Anpassungstransformator umfaßt.

3. Monopolantennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Impedanzwandler eine Übertragungsleitung (27) und ein Anpassungskondensator (25) angeschlossen sind.