DE3822081A1

DE3822081A1 - Empfangsantenne fuer ultrakurze wellen

Info

Publication number: DE3822081A1
Application number: DE19883822081
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Potschkat
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3822081C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsantenne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Empfangsantenne ist aus der DE-PS 33 09 405 bekannt.

Als Resonanzantenne zum Empfangen ultrakurzer Wellen wird gelegentlich die sogenannte Koaxialantenne (im englischsprachigen Raum als "sleeve antenna" bezeich net) verwendet (Karl Rothammel "Antennenbuch, Tele kosmos-Verlag, Franckh′sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart, 1973, Seite 302), welche einen aus zwei übereinander angebrachten und gegeneinander isolierten λ/4-Rohren bestehenden Halbwellendipol aufweist, der an einem isolierten Träger befestigt ist. Durch das untere λ/4-Rohr ist ein koaxiales Anschlußkabel bis zu dem zentralen Speisepunkt zwischen den bei den λ/4-Rohren geführt. Dabei ist der Innenleiter des Anschlußkabels mit dem unteren Ende des oberen λ/4-Rohrs elektrisch verbunden, während der Außen leiter des Anschlußkabels mit dem oberen Ende des unteren λ/4-Rohres elektrisch verbunden ist. Das untere λ/4-Rohr stellt eine Dipolhälfte dar und bildet gleichzeitig zusammen mit dem darin verlaufenden Abschnitt des Anschlußkabels einen Viertelwellen- Sperrtopf, wodurch Mantelwellen auf dem Anschluß kabel unterdrückt werden. Die Bandgrenze des mit der bekannten Koaxialantenne übertragbaren Frequenz bandes wird durch den Durchmesser der λ/4-Rohre bestimmt, so daß sich - wie an sich bei allen ge streckten λ/2-Dipolen - ein relativ schmalbandiger Impedanzverlauf ergibt, der sich durch Wahl eines vertretbar größeren Durchmessers bei großen Antennen nur in gewissen Grenzen verbessern läßt.

Zur Verbesserung der Bandbreite sowie zur gleich zeitigen Verringerung der Gesamtlänge einer UKW- Empfangsantenne ist es aus der DE-PS 33 09 405 be kannt, zwischen den beiden Rohrabschnitten einer Koaxialantenne mehrere Ferritabschnitte übereinan der anzubringen. Die inneren Ferritabschnitte bil den jeweils den Spulenkern von LC-Resonanzkreisen mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen, welche von einander nahezu entkoppelt sind und eine Vergrößerung der Gesamtbandbreite bewirken. Die äußeren Ferrit abschnitte sind ebenfalls von Spulen umgeben, welche zwischen dem benachbarten Rohrabschnitt und dem be nachbarten LC-Resonanzkreis elektrisch in Serie ge schaltet sind. Diese Serien-Ferritspulen bewirken eine elektrische Verlängerung der bekannten Koaxial antenne, wodurch die Rohrabschnitte als λ/4 gewählt werden können.

Die bekannte UKW-Empfangsantenne ist jedoch von ihrem Aufbau her verhältnismäßig aufwendig. Ferner besitzt sie zwar eine um etwa das 5-Fache vergrößerte Bandbreite gegenüber einer Koaxialantenne, doch ist ihr Einsatzbereich durch die Verwendung von Ferritstäben auf etwa 200 MHz begrenzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine UKW-Empfangsantenne zu schaffen, welche bei vergrößerter Bandbreite einen wesentlich einfacheren Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Empfangsantenne nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher er läutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vertikale Ansicht einer erfindungs gemäßen UKW-Empfangsantenne;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Antenne nach Fig. 1 längs der Schnittlinie II-II, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Breit bandübertragers der Antenne nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Empfangsantenne 1 weist einen unteren, metallischen Rohrabschnitt 2 auf, welcher in einen Haltefuß 9 aus Isolierstoff einge setzt ist. Der Haltefuß 9 steht mit seinen Stand beinen auf ebenem Boden 10. Durch eine Öffnung des Haltefußes 9 ist ein Koaxialkabel 3 von außen her eingeführt, welches in Achsrichtung des Haltefußes 9 und des unteren Rohrabschnitts 2 umgebogen ist und sich bis zu einem Breitbandübertrager 8 erstreckt, welcher am oberen Ende des Rohrabschnitts 2 isoliert befestigt ist. Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist, führt der Innenleiter des koaxialen Anschluß- bzw. Speisekabels 3 an die Primärseite des Breit bandtransformators 8. Seine drei Sekundärwicklungen dienen dem Anschluß der aus drei Leitern 5, 6 und 7 bestehenden oberen Dipolhälfte der Antenne 1. Die Primärwicklung sowie die drei Sekundärwicklungen des Breitbandtransformators 8 sind einseitig mit dem Mantel des koaxialen Anschlußkabels 3 verbunden, welcher seinerseits mit dem oberen Ende des unteren Rohrabschnitts 2 als Bezugs-Erdpunkt leitend ver bunden ist.

Die drei Leiter 5, 6 und 7 verlaufen in Achsrichtung der Antenne 1 und weisen unterschiedliche Längen l ₁, l ₂ bzw. l ₃ auf, welche so gewählt sind, daß die als Halbdipole wirkenden Leiter 5, 6 und 7 zueinander versetzte λ/4-Rosonanzwellenlängen aufweisen. Der Versatz ist dabei so gewählt, daß die von den Lei tern 5, 6 und 7 gebildeten elektrischen Teilbänder lückenlos aneinander angrenzen.

Die drei Leiter 5, 6 und 7 sowie der Breitbandüber trager 8 sind von einem Isolierstoffzylinder 4 umgeben, welcher auf den unteren Rohrabschnitt 2 aufgesetzt ist. Der Isolierstoffzylinder 4 dient zum Schutz und zur mechanischen Stabilisierung der Leiter 5 bis 7. Innerhalb des hohlzylindri schen Isolierstoffzylinders 4 sind im dargestellten Beispielsfalle zwei radiale Distanzhalter 11 und 12 für die Leiter 5 bis 7 angebracht. In bevorzugter Weise weisen die Leiter 5 bis 7 gleiche gegenseitige Abstände auf, d.h., sie liegen an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks. Hierdurch läßt sich eine gleichmäßige Verkopplung der Leiter 5 bis 7 erzielen.

Der untere Rohrabschnitt 2 der unteren Dipolhälfte der Antenne 1 erfüllt in elektrischer Hinsicht eine Doppelfunktion und ist gleichzeitig Träger der ge samten Antenne 1. Neben seiner Funktion als empfangen de Dipolhälfte bildet der untere Rohrabschnitt 2 zusammen mit dem in seinem Inneren verlaufenden koaxia len Anschlußkabel 3 einen Viertel-Wellen-Sperrtopf. Durch diese Maßnahme der Symmetrierung werden Mantel wellen auf dem Anschlußkabel 3 unterdrückt. Der Durch messer des unteren Rohrabschnitts 2 ist groß im Ver hältnis zu dem Durchmesser des koaxialen Anschluß kabels 3 gewählt, so daß sich ein möglichst großer Wellenwiderstand und damit ein breitbandiger Sperrtopf ergibt. Am oberen Ende des unteren Rohrabschnitts 2 befindet sich der Sperrtopf-Kurzschluß.

Gegenüber der mit Ferritabschnitten versehenen Empfangsantenne nach dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Empfangsantenne einen wesent lich vereinfachten Aufbau auf, wobei hinzukommt, daß nicht nur aufgrund der gegenseitigen Verkopplung der drei unterschiedlich langen Leiter 5 bis 7 eine wesentlich größere elektrische Bandbreite resultiert, sondern daß die erfindungsgemäße Empfangsantenne keinen Frequenzbegrenzungen infolge frequenzab hängiger Bauteile, wie dies Ferrite sind, unterliegt. Die Frequenzgrenze der mit Ferriten ausgerüsteten Empfangsantenne nach dem Stand der Technik liegt beispielsweise 200 MHz, während die erfindungsge mäße Empfangsantenne noch bis etwa 1 GHz einsetzbar ist.

Claims

1. Empfangsantenne für ultrakurze Wellen, mit einem koaxialen Anschlußkabel, welches innerhalb eines unteren, metallischen Rohrabschnitts geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- auf dem unteren Rohrabschnitt (2) eine Halb dipolanordnung (5-7) aus mehreren, etwa achs parallel verlaufenden Halbdipolen (5, 6, 7) unterschiedlicher Länge (l ₁, l ₂, l ₃) angebracht ist, und
- zwischen dem koaxialen Anschlußkabel (3) und den Halbdipolen (5, 6, 7) ein Breitbandüber trager (8) angeordnet ist.

2. Empfangsantenne nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längen (l ₁, l ₂, l ₃) der Halb dipole (5, 6, 7) so gewählt sind, daß sie zuein ander versetzte λ/4-Resonanzwellenlängen im Sinne einer Bildung von lückelos aneinander angrenzenden Teilbändern aufweisen.

3. Empfangsantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Halbdipole (5, 6, 7) vorgesehen sind, welche gleiche gegenseitige Abstände im Sinne gleich großer gegenseitiger elektrischer Verkopplung aufweisen.

4. Empfangsantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbdipole (5, 6, 7) einschließlich des Breitbandübertragers (8) von einem Isolierstoffzylinder (4) umgeben sind, welcher auf den unteren Rohrabschnitt (2) aufge setzt ist.

5. Empfangsantenne nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß innerhalb des hohlzylindrischen Isolierstoffzylinders (4) radiale Distanzhalter (11, 12) für die Halbdipole (5, 6, 7) angebracht sind.

6. Empfangsantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des unteren, metallischen Rohrabschnitts (2) groß im Verhältnis zu dem Durchmesser des koaxialen An schlußkabels (3) bzw. Innenleiters im Sinne der Bildung eines Sperrtopfes gewählt ist.

7. Empfangsantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rohrabschnitt (2) in einen Haltefuß (9) aus Isolierstoff einge setzt ist.