DE3821529C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mittelwellen-Sendeantenne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Mittelwellen-Sendeantenne ist aus der Zeitschrift "QST", 1986, Heft 11, Seiten 26 bis 29 bekannt.

Aus der GB 12 12 606 ist eine Sendeantenne für den Kurz-, Mittel-, Lang- und Ultra-Kurzwellenbereich bekannt, welche in einer Ausführungsform als selbststrahlende Vertikalantenne ausgebildet ist. Dabei ist der gegenüber dem Erdboden isolierte hohlzylindrische Mast aus elektrisch leitendem Material aktiv gespeist und daher selbstschwingend. Zur Erzielung einer Richtwirkung ist an dem elektrisch leitenden Mast ein passiver Winkelstrahler so befestigt, daß sein Fußpunkt in Bodennähe am Mast isoliert gelagert ist, während sein Knickpunkt gegenüber dem Erdboden und sein Endpunkt gegenüber dem Mast elektrisch isoliert abgespannt sind. In einer zweiten Ausführungsform der bekannten Antenne dient deren Mast nur als Tragwerk, d. h., er ist nicht aktiv gespeist, wohingehend der Winkelstrahler erregt wird. Die Länge der Winkelstrahler entspricht in beiden Fällen einem Viertel der Wellenlänge.

Ähnliche Sendeantennen, jedoch ohne Winkelstrahler, werden als rundstrahlende Mittelwellen-Sendeantennen benutzt, bei denen zur statischen Stabilisierung der Mast über sogenannte Pardunen (Stahlseile) schräg abgespannt ist. Da infolge ihrer beträchtlichen Länge im Bereich der Resonanzabmessung die Pardunen zu Schwingungen angeregt werden können, müssen die Pardunen durch Isolatoren elektrisch in kleinere Abschnitte unterteilt werden, deren Länge etwa <1/10 λ ist. Die abgestrahlte Sendeleistung bekannter Mittelwellen- Sendeantennen kann bis zu einigen 100 kW betragen, so daß der Mast nicht gleichzeitig als Tragmast für andere Sendeantennen kürzerer Wellenlänge verwendet werden kann bzw. der Tragmast solcher anderer Sendeantennen nicht zur Abstrahlung von Mittelwellensendungen ohne weiteres nutzbar ist.

Es ist zwar schon z. B. bei dem Sender Dillberg ausgeführt worden, einen für Antennen anderer Wellenbereiche (UKW, Fernsehen) genutzten Tragmast durch Anbringen einer zylindrischen Reusenantenne für die Abstrahlung von Mittelwellen-Rundfunksendungen mitzubenutzen, doch sind die elektrischen Eigenschaften einer solchen Reusenanordnung wesentlich schlechter als bei der selbstschwingenden Vertikalantenne. Dies liegt daran, daß aus baustatischen Gründen der Abstand zwischen den vertikalen Leitern der Reuse und dem elektrisch leitenden Tragmast begrenzt ist, so daß eine relativ starke elektromagnetische Verkopplung zwischen Antenne und Mast unvermeidlich ist. Ein weiterer Nachteil der Reusenanordnung besteht in der Verkürzung ihrer "effektiven Höhe" durch den oberen und unteren, horizontal angeordneten Reusenring als Teil der Reusenantenne. Die Umfangslänge beider Reusenringe geht für die horizontale Mittelwellenstrahlung verloren und verfälscht das vertikale Strahlungsdiagramm. Aus der Zeitschrift "QST", Ausgabe 1986, Heft 11, Seite 29 und Ausgabe 1984, Heft 6, Seite 40 ist es bereits bekannt, einen vorhandenen Tragmast für eine Fernseh-Sendeantenne zu benutzen, um daran eine Mittelwellenantenne in Form eines linearen Strahlers unter einem Winkel bezüglich des Tragmastes zu befestigen. Der Strahler ist mit seinem Fußpunkt in Bodennähe isoliert befestigt und mit seinem Endpunkt gegenüber dem Tragmast elektrisch isoliert abgespannt. Hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften ist eine derartige Mittelwellenantenne mit selbstschwingenden, vertikalen MW-Rundfunksendeantennen nicht vergleichbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Antenne derart weiterzubilden, daß die guten elektrischen Eigenschaften einer selbstschwingenden MW-Rundfunk-Sendeantenne auch unter Einbeziehung eines bereits bestehenden Tragmastes erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Mittelwellen-Sendeantenne erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Mittelwellen-Sendeantenne ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es hat sich gezeigt, daß die elektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäß vorgesehenen Winkelstrahler gleich­ wertig, teilweise sogar besser als die elektrischen Eigenschaften einer bisher als optimal geltenden selbst­ schwingenden Vertikalantenne sind. So ist es bei einer selbstschwingenden Vertikalantenne nur unter Verwen­ dung eines zweiten, im Abstand aufgestellten Vertikal­ mastes möglich, eine Richtwirkung zu erzielen. Da ge­ rade im Mittelwellenbereich aus frequenzplanerischen Gründen Richtdiagramme sehr häufig gefordert sind, ergibt sich durch die einfache Möglichkeit eines Reflektorseils eine weitere, erhebliche Kostener­ sparnis, welche zu der bereits durch die Mitverwendung eines vorhandenen Trägermastes für andere Antennen ge­ gebenen Kostenersparnis hinzutritt.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vertikale Ansicht einer vereinfacht dar­ gestellten Mittelwellen-Sendeantenne gemäß der Erfindung mit nur einem einzigen Winkelstrahler;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 1, jedoch mit verschiedenen Positionen des Scheitelpunktes des Winkelstrahlers;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Mittelwellen-Sendeantenne gemäß der Erfindung mit sechs Winkel­ strahlern und drei Abspannseilen bzw. Perdunen;

Fig. 4 eine vertikale Ansicht der Mittelwellen-Sende­ antenne gemäß Fig. 3, und

Fig. 5 eine vertikale Ansicht ähnlich wie in Fig. 4, bei welcher jedoch die Pardunen weggelassen sind und zusätzlich ein Reflektorseil zur Erzielung eines Richtdiagrammes vorgesehen ist.

Die Mittelwellen-Sendeantenne 1 gemäß Fig. 1 weist einen hohlzylindrischen Tragmast 10 aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Walzstahl, auf, welcher in nicht gezeigter Weise an seiner Spitze Sendeantennen anderer Wellenbereiche, z. B. für Ultra­ kurzwelle oder Fernsehen trägt. Der Tragmast 10 ist an seinem Fußpunkt mit dem Erdboden 2 elektrisch lei­ tend verbunden. Zur statischen Stabilisierung ist der Tragmast 10 durch Pardunen 11, 12 abgespannt, welche an verschiedenen Höhenpositionen des Tragmastes an­ greifen. Die Fußpunkte der Pardunen 11, 12 sind ge­ erdet. Eine Unterteilung der Pardunen 11, 12 in elek­ trisch kürzere leitende Abschnitte durch dazwischen geschaltete Isolatoren ist weder vorgesehen noch er­ forderlich.

Um den Tragmast 10 für die erfindungsgemäßen Zwecke der Abstrahlung von Mittelwellen-Rundfunksendungen mitbenutzen zu können, ist es zunächst erforderlich, den Tragmast 10 mit einem in Erdboden 2 verlegten Erdnetz auszurüsten, was Voraussetzung für die Aus­ bildung von Mittelwellen ist. Des weiteren werden an dem Tragmast 10 Winkelstrahler 20 befestigt, von denen in Fig. 1 aus Gründen der besseren Übersicht nur ein Winkelstrahler 20 dargestellt ist. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind sechs Winkelstrahler 20 in gleichförmigen Abständen kreis­ förmig um den Tragmast 10 gruppiert, d. h. sie weisen Winkelabstände von jeweils 60° auf. Die im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 und 4 um jeweils 120° versetzt angeordneten Pardunen 111, 112 und 113 verlaufen jeweils mittig zwischen zwei benachbarten Winkelstrahlern, um die unvermeidbare Kopplung der Pardunen mit den Winkelstrahlern symmetrisch zu ver­ teilen, sofern es sich bei den Pardunen um elektrische Leiter handelt.

Die Winkelstrahler 20 sind mit ihrem Fußpunkt an einem elektrisch leitendem Ring 21, welcher den Ein­ speisepunkt darstellt, im Fußbereich des Tragmastes 10, jedoch elektrisch isoliert vom Tragmast 10, be­ festigt. Der Scheitelpunkt jedes Winkelstrahlers 20 ist gegenüber dem Erdboden 2 durch ein elektrisch isolierendes Seil 23 abgespannt. Schließlich ist der Endpunkt 24 jedes Winkelstrahlers durch ein elektrisch isolierendes Seil 25 an dem Tragmast 10 abgespannt. Die Seile 23 und 24 sowie der Winkelstrahlerabschnitt zwischen den Punkten 22 und 24 verlaufen längs einer Geraden.

In Fig. 2 ist anhand von vier Varianten die Höhen­ positionierung des Scheitelpunktes 22 veranschaulicht. Bei sämtlichen gezeigten Varianten weist der Scheitel­ punkt 22 denselben horizontalen Abstand A zum Tragmast 10 auf, während die vertikalen Abstände H₁ bis H₄ zwischen Scheitelpunkt 22 und Erdboden 2 variieren. Dabei ist die elektrische Länge des Winkelstrahlers 20 bei allen vier Varianten gleich und entspricht 1/4 der Wellenlänge der Mittelwellen-Sende­ frequenz. Der vertikale Abstand H des Scheitelpunktes 22 wird in Abhängigkeit von der Höhe des Tragmastes 10 und der daraus resultierenden Strombelegung ge­ wählt, derart, daß der Scheitelpunkt 22 möglichst weit von einem Strommaximum der Strombelegung ent­ fernt ist. Der horizontale Abstand A wird so gewählt, daß er zusammen mit dem vertikalen Abstand H eine optimale Entkopplung zwischen Winkelstrahler 20 und dem jeweils vorgesehenen Typ des Tragmastes 10 ermög­ licht. Eine solche optimale Entkopplung gewährleistet, daß die wichtigsten elektromagnetischen Kenngrößen (Antennen-Eingangswiderstand, Bandbreite, vertikales Strahlungsdiagramm) der Winkelstrahler 20 vom Tragmast 10 im wesentlichen unbeeinflußt bleiben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ergibt sich ein kreisförmiges Horizontaldiagramm aufgrund der gleichförmigen Verteilung der Winkelstrahler 20. Um ein Richtdiagramm zu erzielen, braucht lediglich, wie in Fig. 5 dargestellt ist, ein Reflektorseil zwischen Tragmast 10 und Erdboden 2 in einem Abstand von zwei benachbarten Winkelstrahlern 20 angeordnet zu werden. Das Reflektorseil ist dabei gegenüber dem Tragmast isoliert und mit dem Erdboden 2 elektrisch verbunden. Zweckmäßigerweise erstreckt sich das Re­ flektorseil 30 in einem von Pardunen 111, 112 und 113 nicht besetzten Zwischenraum zwischen zwei benachbar­ ten Winkelstrahlern 20. Der durch das Reflektorseil 30 verursachte Einzug des Horizontaldiagramms befindet sich symmetrisch zu der Standlinie zwischen Tragmast 10 und Reflektorseil 30.

Claims (3)

1. Mittelwellen-Sendeantenne, mit einem vertikalen Tragmast und wenigstens einem Strahler, dessen Fußpunkt in Bodennähe isoliert befestigt ist und dessen Endpunkt gegenüber dem Tragmast elektrisch isoliert isoliert abgespannt ist, wobei als Tragmast ein vorhandener Tragmast für Antennen kürzerer Wellenlängenbereiche vorgesehen ist, der aus elektrisch leitendem Material besteht und geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragmast (10) in mehreren Höhenpositionen über geerdete, elektrisch leitende Pardunen (111, 112, 113) zur statischen Stabilisierung abgespannt ist, daß als Strahler mehrere Winkelstrahler (20) mit einer elektrischen Länge von jeweils einem Viertel der Wellenlänge der Mittelwellen-Sendefrequenz in gleichmäßigen Abständen um den Tragmast (10) gruppiert sind, daß die Fußpunkte der Winkelstrahler (20) miteinander verbunden und gegenüber dem Tragmast (10) elektrisch isoliert sind, daß die Knickpunkte (22) der Winkelstrahler (20) gegenüber dem Erdboden elektrisch isoliert abgespannt sind, daß die Knickpunkte (22) der Winkelstrahler (20) gleich horizontale (A) und vertikale (H) Abstände von dem Tragmast (10) bzw. dem Erdboden aufweisen, wobei der vertikale Abstand (H) in Abhängigkeit von der Höhe des Tragmastes (10) und der daraus resultierenden Strombelegung des Tragmastes (10) derart gewählt ist, daß die Knickpunkte (22) möglichst weit von einem Strommaximum der Strombelegung des Tragmastes (10) entfernt sind, und daß die Pardunen (111, 112, 113) mittig in Zwischenräumen zwischen benachbarten Winkelstrahlern (20) angeordnet sind.

2. Mittelwellen-Sendeantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Winkelstrahler (20) um den Tragmast (10) gruppiert sind.

3. Mittelwellen-Sendeantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein linienförmiger Reflektor (30) zwischen Tragmast (10) und Erdboden (2) in einem Abstand zu zwei benachbarten Winkelstrahlern (20) in einem von Abspannseilen (111, 112, 113) unbesetzten Zwischenraum angeordnet ist, wobei die elektrische Länge des Reflektors (20) etwas länger als die Länge jedes der betreffenden Winkelstrahler (20) ist.