DE4005982C2 - - Google Patents

Description

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

Eine derartige Antenne ist aus der DE 35 02 706 C2 bekannt. Sie ist, allein schon wegen ihrer geringen Maße, vorwiegend für den UHF-Bereich geeignet. Die DE-PS 8 72 379 wie auch die GB 8 32 414 beschreiben Antennenanordnungen vertikaler und horizontaler Elemente, die an ein gemeinsames koaxiales Speisekabel angeschlossen sind.

Ferner sind Multiband-Yagi-Antennen als Drehrichtstrahler mit verkürzten Elementen bekannt (Rothammel, K.: Antennenbuch. Telekosmos-Verlag, Franckh′sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1984, S. 257-278, - ISBN 3 - 440 - 04 791-1), die z. B. für den Kurzwellenbereich Ausmaße bis etwa 10 m haben.

Ihr Drehradius von etwa 5 m läßt daher in der Regel eine Montage nur außerhalb des Daches zu. Derartige Multiband- Yagi-Antennen haben üblicherweise einen Fußpunktwiderstand von 20 bis 40 Ohm. Sie werden daher durch ein Gamma-Glied oder eine Omega-Anpassung an 50 Ohm-Koaxialkabel angepaßt.

Bei bestehenden Multiband-Yagi-Antennen wird die im Band bevorzugte Resonanzfrequenz sowohl durch Resonanzkreise, die Länge der Elemente, als auch deren Abstand zueinander, bestimmt und so elektrisch und/oder mechanisch festgelegt. Sowohl der elektrische wie auch der mechanische Abgleich, der zumeist in Stehleiterhöhe 1,5 bis 2 m über dem Erdboden erfolgt, sind in der Regel kritisch. Ein optimales Abstimmen - entsprechend minimalem Stehwellenverhältnis (SWR) - solcher Antennen-Systeme während des Funkbetriebs, in Abhängigkeit von der Frequenz innerhalb eines Bandes, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine koaxial eingespeiste Breitbandantennenanordnung der genannten Art so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades

• - die physikalische Größe der Antenne verringert wird, und sie sowohl leicht transportierbar als auch unter einem Dach bzw. von einem Wohnraum aus betrieben werden kann, und dabei während des Betriebes in Abhängigkeit von der Frequenz innerhalb eines Bandes ein sehr gutes Stehwel­ lenverhältnis erzielt wird.

Die Aufgabe wird bei einer Breitbandantennenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Breitbandantennenanordnung wird anhand der Fig. 1 bis 11 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der als Träger dienenden leitenden Vierkant-Aluminiumrohre und die Anordnung der damit galvanisch verbundenen leitenden Platten,

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung als Seitenansicht der nichtleitenden horizontalen Ebene aus Kunststoff mit den darauf bzw. darunter angeordneten Drehkondensatoren, der ebenfalls aus Kunststoff hergestellten Aufnahme auf das Aluminium-Gußteil,

Fig. 5 eine Unteransicht der leitenden Grundebene mit Koaxialbuchse und den quadratisch angeordneten, galvanisch mit der leitenden Grundebene verbundenen U-förmigen Stütz- Elementen aus Weißblech,

Fig. 6 eine Unteransicht der Breitbandantennenanordnung mit verkürzt dargestellten, daran horizontal angeordneten parallelen Elementen,

Fig. 7 eine Ansicht des Abschirmelementes,

Fig. 8 eine Ansicht der Breitbandantennenanordnung mit erstem Strahler im Vordergrund und dahinter erkennbarem Abschirmelement sowie den aus dieser Sicht sichtbaren, verkürzt dargestellten, daran horizontal angeordneten Strahlerelementen,

Fig. 9 eine Ansicht des Koppelelementes, von dessen Flachseite aus gesehen,

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Koppelelement,

Fig. 11 zur Erläuterung ein Schaltbild, das die Schaltung während des Abstimmvorganges für das 21 MHz-Band zeigt.

Bei einer beispielhaften Ausführung der Breitband­ antennenanordnung der eingangs genannten Art sind alle Funktionsteile auf oder unter einer nichtleitenden horizontalen Ebene 1 aus Kunststoff angeordnet. Verwendet wird eine 5 mm dicke Platte aus handelsüblichem Hart-PVC (Polyvinylchlorid). Auch alle anderen PVC-Teile werden aus solchen 5 mm dicken Platten gefertigt. Hart-PVC läßt sich mechanisch gut bearbeiten und mit in Tetrahydrofuran aufgelösten PVC-Spänen der gleichen Platten dauerhaft verkleben. Die nichtleitende horizontale Ebene 1 erhält zur Stabilisierung sowohl auf der Oberseite im Bereich der darüber liegenden leitenden Grundebene 18 als auch der Unterseite längs der Vierkant-Alu-Rohre senkrecht aufgeklebte, längs verlaufende Versteifungen 13.

Die Maße der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 sind 250 × 700 mm. Im zu erwartenden Schwerpunkt der Antennen­ anordnung - 330 mm vom Rand - wird auf einer getrennten PVC- Platte - 170 mm × 195 mm eine U-förmige Aufnahme 14 (120 mm × 140 mm × 75 mm) für das Anflanschen eines Alu-Gußteiles 15 angebracht, das mit 4 Stück 8 mm-Eisenschrauben der der U- förmigen Aufnahme festgeschraubt wird. Die PVC-Platte - 170 mm × 195 mm - zusammen mit der aus PVC hergestellten, ineinan­ dergreifend verklebten U-förmigen Aufnahme 14, wird ihrerseits mit 6 Stück 4 mm Eisenschrauben auf der nicht­ leitenden horizontalen Ebene 1 unter dem zu erwartenden Schwerpunkt festgeschraubt. Das Alu-Gußteil 15 (von einem Rotor) dient als Aufnahme für eine an einem metallischen Dreifuß befestigte Aluminiumstange - 1,90 m hoch - so daß die Antennenanordnung für die Versuche von Hand abgestimmt und auch gedreht werden kann. Die leitende Grundebene 18 mit vertikalem, ersten Strahler 19 und vertikalem leitenden Rohr 20 aus Patent DE 35 02 706 C2 wird wie folgt abgeändert: Aus 0,8 mm dickem Weißblech wird eine quadratische Platte mit den Maßen 535 mm × 535 mm geschnitten, deren Ecken über eine Breite von 300 mm rechtwinklig nach unten abgebogen sind. Nach Abschneiden der vier Ecken bis zu einer Breite von 100 mm ergibt sich eine Höhe des Körpers der leitenden Grundebene 18 von 100 mm. U-förmig aus Weißblech gebogene Stütz­ elemente 12, 250 mm× 80 mm mit rechtwinklig abgebogenen Schenkellängen von je 20 mm werden, ausgehend von den Ecken der rechtwinklig nach unten abgebogenen 100 mm hohen Ecken der leitenden Grundebene 18 versteifend in deren Inneren verlötet. Der Abstand der quadratisch angeordneten Stützelemente zu der den vertikalen, ersten Strahler 19 und das vertikale leitende Rohr 20 tragenden Fläche, wie auch vom freien Ende der rechtwinklig abgebogenen 100 mm hohen Ecken beträgt je 10 mm.

Die dem vertikalen, ersten Strahler 19 auf der leitenden Grundebene 18 zugewandten 100 mm rechtwinklig abgebogenen Ecken werden bis zu dem eingelöteten, in der horizontalen Längsachse angeordneten, U-förmigen Stützelement aus Weißblech 12 ausgeschnitten. (Tiefe = 85 mm, Höhe = 85 mm) Die nach innen gerichteten, rechtwinklig abgebogenen 20 mm-Schenkel dieses U-förmigen Stützelementes 12 und das diesem in der Längsachse gegenüberliegende Stützelement 12 erhalten je drei 4 mm Bohrungen für eine feste Verbindung der leitenden Grundebene 18 mit der nichtleitenden horizontalen Ebene 1.

Vor der Verschraubung beider Teile wird auf der Oberseite der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 200 mm von deren vorderer Schmalseite und 4,5 cm vom Rand deren länglicher Seitenwand entfernt in vertikaler Position ein Drehkon­ densator 23 mit großem Plattenabstand und einer Kapazität zwischen 15 und 80 pF montiert, so daß die durch die PVC- Platte hindurchgeführte Rotorachse, die einen Drehknopf erhält, von unten bedient werden kann. Die nichtleitende horizontale Ebene 1 erhält ferner etwa unterhalb des vertikalen leitenden Rohres 20 der leitenden Grundebene 18 auf der Außenseite der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 eine Koaxialbuchse 21. Für die mechanische Befestigung der leitenden Grundebene 18 mit der nicht­ leitenden horizontalen Ebene 1 werden - entsprechend den 4 mm-Bohrungen in den 20 mm-Schenkeln der eingelöteten U- förmigen Stützelemente aus Weißblech 12 in der nicht­ leitenden horizontalen Ebene 1 je drei 4 mm-Bohrungen in folgender Position angebracht: 35 mm von der 250 mm messenden Schmalseite des kürzeren Endes mittig, sowie jeweils im Abstand von 80 mm links und rechts davon gemessen bis Lochmitte. Weitere drei 4 mm-Bohrungen in gleicher Linie nach 400 mm, gemessen von der gleichen Schmalseite des kürzeren Endes der nichtleitenden horizontalen Ebene 1. Diese drei Bohrungen decken sich mit den Bohrungen, die vorher in der PVC-Platte (170 mm × 195 mm), auf der sich die aufgeklebte U- förmige Aufnahme 14 für das Alu-Gußteil 15 befindet, angebracht wurden. Die auf der Drehkondensator-Seite 23 mit der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 bereits verschraubte PVC-Platte (170 mm × 195 mm), auf der die U-förmige Aufnahme 14 aus PVC für das Aluminium-Gußteil 15 ineinander­ greifend verklebt wurde, dient zugleich als seitliche Begrenzung für zwei je 785 mm lange 15 mm × 15 mm handels­ übliche Vierkantrohre aus 1 mm dickem Aluminium 3, die vor dem Verschrauben mit der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 wie folgt vorbereitet werden:

Die beiden Vierkant-Alurohre 3 werden nach 170 mm längs von ihrem offenen Ende gemessen, auf der der U-förmigen Aufnahme aus PVC 14 abgewandten Seite, mit 1,0 mm dicken Alumi­ niumplatten 4 (Breite: 225 mm) auf einer Länge von 415 mm galvanisch miteinander verbunden. Zur anderen Längsseite gesehen, die dem offenen Ende gegenüber liegt, folgt nun ein freier Raum von 95 mm. Die restlichen 105 mm der Vierkant- Alurohre 3 werden beidseitig mit 1,0 mm dicken Aluminium­ platten 4 (Breite: 225 mm) galvanisch miteinander verbunden. Die Vierkant-Alurohre 3 erhalten für deren Befestigung auf der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 je vier 4 mm-Bohrungen. Abstände, gesehen vom offenen Ende jeweils bis Lochmitte: 10 mm, 50 mm, 250 mm und 140 mm.

Zur isolierten Befestigung des durch ein Stück Koaxialkabel 10 indirekt gespeisten, horizontalen leitenden 2,40 m langen, gitterförmigen Strahlerelementes 6 wird eine Bank aus 5 mm dicken PVC-Platten durch Verklebung gefertigt. Maße: 225 mm × 45 mm. In der Mitte der Bank wird vertikal eine 225 mm × 35 mm hohe PVC-Platte aufgeklebt, so daß für die Aufnahme des 2,40 langen Strahlerelementes 6 zunächst eine Bank, 225 mm × 35 mm × 20 mm, entsteht. Auf der der Bank gegenüberliegenden Seite werden zwei stützende, recht­ winklige Dreiecke etwa am Rand mit der vertikal aufgeklebten 35 mm hohen PVC-Platte verklebt. Um galvanischen Kontakt mit den Schrauben zu vermeiden, die die PVC-Bank auf den durch Alu-Platten 4 leitend miteinander verbundenen Vierkant- Aluminium-Rohren 3 halten, werden zwei 70 mm × 20 mm × 5 mm PVC-Stücke mit die Bohrung freilassendem Abstand auf die Bank geklebt, und so die vertikale Höhe der Bank auf 30 mm verringert. In der aufgeklebten, vertikalen 30 mm hohen PVC- Platte werden von der Mitte aus zwei 4 mm Haltebohrungen mit je 62,5 mm Abstand angebracht, Höhe etwa 8,0 mm.

Die Bank wird nun auf jeder Seite mit zwei 4 mm Eisen­ schrauben auf den durch Alu-Platten 4 leitend miteinander verbundenen Vierkant-Aluminium-Rohren 3 bündig mit deren Enden abschließend verschraubt, Schraubenabstand ist 25 mm.

Eine weitere PVC-Bank 16 der gleichen Konstruktion und Maße auf der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 dient der galvanisch isolierten Anbringung des horizontalen 2,60 m langen leitenden, länglichen, gitterförmig ausgebildeten Abschirmelementes 5. Die Bank 16 wird durch Verklebung angebracht. Abstand der vertikalen 35 mm hohen PVC-Platte zu dem Ende der nichtleitenden horizontalen Ebene 1, das dem indirekt gespeisten Strahlerelement 6 zugewandt ist, ist 190 mm.

Eine gleiche, dritte PVC-Bank, Maße: 225 mm × 45 mm, mit einer in der Mitte aufgeklebten 35 mm hohen PVC-Platte, sowie zwei 70 mm × 20 mm × 5 mm auf der Bankseite aufgeklebten PVC- Distanzstücken, dient der isolierten Aufnahme des weiter entfernten, mit der leitenden Grundebene 18 galvanisch ver­ bundenen horizontalen 2,20 m langen, 55 mm hohen, gitter­ förmigen Strahlerelementes 9. Die Befestigung der PVC-Bank auf zwei je 500 mm langen Vierkant-Alu-Rohren 2 erfolgt auf jeder Seite, bündig mit deren offenen Enden abschließend, mit je zwei 4 mm Eisenschrauben. Abstand der Schrauben ist 25 mm.

Die so vorbereiteten je 500 mm langen Vierkant-Alu-Rohre 2 erhalten, gesehen vom offenen Ende der der PVC-Bank gegenüber liegenden Seite, je zwei 4 mm Bohrungen: Abstände vom offenen Ende bis jeweils Lochmitte ist 20 mm bzw. 100 mm. In einem Abstand von 170 mm, gesehen vom kürzeren Ende der nichtleitenden horizontalen Ebene 1, das dem vertikalen , ersten Strahler 19 der leitenden Grundebene 18 zugewandt ist, werden nun die beiden Vierkant-Alu-Rohre 2 mit der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 unter Verwendung von 4 mm Eisen­ schrauben isoliert verbunden. Zur Stabilisierung wird mit der zweiten, 120 mm vom offenen Ende der Vierkant-Alu-Rohre 2 entfernten Bohrung, zusammen mit beiden Rohren, ein 2 mm dickes, 40 mm breites und 225 mm langes Stück Aluminiumblech aufgeschraubt. Die galvanische Verbindung zwischen dem ent­ fernteren horizontalen leitenden, gitterförmigen Strahler­ element 9 und leitender Grundebene 18 erfolgt durch Ver­ schraubung eines vorne 20 mm abgewinkelten 330 mm langen, 15 mm breiten und 2 mm dicken Aluminium-Flachstabes 11, der mit der dem vertikalen, ersten Strahler 19 zugewandten Seite der leitenden Grundebene 18 und der Mitte des Strahler­ elementes 9 galvanisch fest verschraubt wird. Abstand der Gitter der beiden horizontalen Strahlerelemente 8 bzw. 9 zuein­ ander, die parallel zum ersten Strahler 19 befestigt sind ist 325 mm.

Neben der bereits von der Unterseite der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 aus eingelassenen Koaxialbuchse 21 wird nun in dem freien Raum ein auf einer getrennten PVC-Platte, Maße: 90 mm × 140 mm, befestigter Drehkondensator 17 mit großem Plattenabstand und einer Kapazität zwischen 14 und 380 pF auf die nichtleitende horizontale Ebene 1 aufgeschraubt. Die Rotorseite dieses Drehkondensators 17 wird sowohl mit dem Außenleiter der Koaxialbuchse 21 leitend verbunden, als auch mit einer Seite der offenen Enden der als Träger dienenden, mit leitenden Platten teil­ weise galvanisch miteinander verbundenen Vierkant-Alu-Rohre 3 (Kupferband). Das diesem Vierkant-Alu-Rohr 3 gegenüber liegende offene Ende des anderen Vierkant-Alu-Rohres 3 wird mit der Statorseite des eingebauten Drehkondensators 17 galvanisch verbunden.

Die vorbereitete nichtleitende horizontale Ebene 1, an der nun die vier Vierkant-Alu-Rohre 2 bzw. 3 - Abstand zueinander 195 mm - mit den darauf montierten zwei PVC-Bänken befestigt sind, wird sodann mit 6 Stück 4 mm Eisenschrauben mit der leitenden Grundebene 18 mechanisch fest verschraubt. Der Abstand Oberfläche - nichtleitende horizontale Ebene 1 zu dem vertikalen, ersten Strahler 19 und das leitende Rohr 20 tragenden Innenseite der leitenden Grundebene 18 beträgt 87 mm. Dieser Grundkörper wird - frei schwenkbar - auf eine 1,90 m hohe Vierkant-Aluminiumstange mit dem Durchmesser 50 mm × 50 mm aufgesetzt und gesichert. Die noch an diesem Grundkörper anzubringenden horizontalen Elemente sind wie folgt aufgebaut: Für die 2,40 m und 2,30 m langen horizontalen leitenden, gitterförmigen Strahlerelemente 6 bzw. 8 sowie für das 2,60 m lange horizontale leitende, gitterförmige Abschirmelement 5 werden als Träger aus statischen Gründen zwei unterschiedlich dicke, ineinander passende, handels­ übliche Vierkant-Alu-Rohre mit den Maßen 15 mm × 15 mm, sowie für die äußeren Bereiche 10 mm × 10 mm eingesetzt. Das weiter entfernte, parallel zum vertikalen, ersten Strahler 19 der leitenden Grundebene 18 isoliert angebrachte 2,20 m lange horizontale, leitende, gitterförmige, Strahler­ element 9 wird mit U-Profilen aus Aluminium mit den Maßen 17 mm × 10 mm sowie weiter nach außen mit U-Profilen aus Alu­ minium mit den Maßen 10 mm × 8 mm aufgebaut.

Die horizontalen leitenden, 2,40 m und 2,30 m langen, gitterförmigen Strahlerelemente 6 bzw. 8 sind 75 mm hoch. Das horizontale leitende, gitterförmige 2,20 m lange Strahler­ element 9 hat eine Höhe von 55 mm. Sie sind unter Ver­ wendung 0,8 mm dicker Aluminiumbleche mit Quadratlochung hergestellt. Das 2,60 m lange, isoliert angebrachte horizontale leitende, gitterförmige Abschirmelement 5 - Gesamthöhe 450 mm - ist beidseitig bis zu einer Länge von 955 mm ebenfalls 75 mm hoch. Die Fortsetzung einer gedachten 75 mm hohen Linie mit Beginn des Winkels bei 955 mm ergibt bis zum Winkelbeginn auf der anderen Seite eine Länge von 685 mm.

Vom Winkelbeginn ausgehend, folgt eine beidseitig in einem Winkel von etwa 60 Grad zur Mitte schräg zulaufende flächige Vergrößerung bis zu einer Höhe von 345 mm, gemessen parallel zur Unterseite des 15 mm × 15 mm dicken Vierkant-Alu-Rohres. Der Winkel geht in ein sich anschließendes, rechteckiges Stück - Breite 380 mm × 105 mm Höhe - über. Auch die flächige Vergrößerung dieses Abschirmelementes 5 ist aus 0,8 mm dickem Aluminiumblech mit Quadratlochung hergestellt. Die Gitterseite der beiden parallel zum vertikalen, ersten Strahler 19 der leitenden Grundebene 18 verlaufenden horizontalen 2,30 m und 2,20 m langen leitenden Strahlerelemente 9 bzw. 8 ist von dem vertikalen, ersten Strahler 19 abgewandt. Die Gitterseite des isoliert befestigten, durch ein Stück Koaxialkabel 10 indirekt gespeisten horizontalen leitenden 2,40 m langen Strahlerelementes 6 sowie die Gitterseite des horizontalen isoliert befestigten, leitenden 2,60 m langen Abschirm­ elementes 5 sind von der Seite des vertikalen, leitenden Rohres 20 auf der leitenden Grundebene 18 abgewandt. Das Koaxialkabel 10, welches das horizontale, leitende, gitterförmige 2,40 m lange Strahlerelement 6 über seine Seele indirekt speist, ist wie folgt gefertigt: Ein 60 cm langes Stück Koaxialkabel wird kurzgeschlossen, d. h. mit einem Ende mit Seele und Massegeflecht auf einen 42 mm hohen, 15 mm breiten und 4 mm dicken Messingstab gelötet. Auf der anderen Seite werden etwa 10 mm des Massegeflechtes entfernt, ein isolierender Schrumpfschlauch übergezogen, und etwa 5 mm der Seele freigelegt. Die freigelegte Seele wird auf ein mit zwei aufgelöteten 4 mm Messingmuttern versehenes Stück Weißblech aufgelötet und mit dem unteren der beidseitig angebrachten 1,0 mm dicken Aluminiumbleche 4, die unterhalb der PVC-Bank die beiden Vierkant-Alu-Rohre 3 galvanisch miteinander verbinden, galvanisch fest verschraubt. Das kurzgeschlossene Ende des Koaxialkabels 10 wird mit seinem Messingstück, das ein 4 mm-Gewinde aufweist, mit der Mitte des horizontalen 2,40 m langen, indirekt gespeisten, gitterförmigen Strahlerelementes 6 galvanisch fest verschraubt.

Das leitende Koppelelement 7 besteht aus einem handels­ üblichen 1,0 m langen Stab mit T-Profil (Maße 15 mm × 13 mm × 2 mm), an dessen Flachseite - beidseitig zur Mitte - über eine Länge von 390 mm mit je zwei 40 mm hohen und 15 mm breiten Abstandshaltern aus 2 mm dicken Stäben aus Aluminium ein Flachstab (Maße 390 mm × 15 mm × 2 mm) aus Aluminium befestigt ist. Auf der dem T-Schenkel gegenüber liegenden Flachseite werden zwei je 80 mm lange Haltewinkel aus einem Alu-Winkel-Profil angeschraubt. Zwei lange 4 mm Eisenschrauben verbinden das Koppelelement über 13 mm hohe leitende Abstandshalter durch die 1,0 mm dicke leitende Aluminiumplatte hindurch mit den leitenden Vierkant-Alu- Rohren 3.

Die vertikalen Abstände des isoliert angebrachten leitenden, indirekt über ein Stück Koaxialkabel 10 gespeisten, horizontalen 2,40 m langen, gitterförmigen Strahlerelementes 6, des horizontalen leitenden Koppelelementes 7, sowie des isoliert angebrachten, leitenden gitterförmigen, Abschirmelementes 5, gemessen bis zur Unterkante der leitenden Vierkant-Alu-Rohre 3, betragen jeweils 30 mm.

Die vertikalen Abstände des mit der leitenden Grundebene 18 direkt galvanisch verbundenen horizontalen 2,30 m langen, gitterförmigen Strahlerelementes 8 betragen 21 mm des über einen 15 mm breiten, 2 mm dicken und 330 mm langen Aluminium­ stab 11 mit der leitenden Grundebene 18 verbundenen horizontalen 2,20 m langen, gitterförmigen Strahlerelementes 9 24 mm, gemessen jeweils von der Unterkante des Elementes zur Unterkante der als Träger dienenden Vierkant-Alu-Rohre 2.

Die horizontalen Abstände der einzelnen Elemente zueinander sind wie folgt, ausgehend von deren Längen:

• - Element 9 2,20 m lang zu Element 8 2,30 m lang, gemessen jeweils von Gitterseite zu Gitterseite 325 mm.
• - Element 6 2,40 m lang zu Element 5 2,60 m lang, gemessen jeweils von Gitterseite zu Gitterseite 495 mm.
• - Abstand des horizontalen leitenden 1 m langen Koppelelementes 7, gemessen von dessen 40 mm hoher Flachseite bis zur Gitterseite des Abschirmelementes 5 410 mm.

Über die Wirkungsweise der Breitbandantennenanordnung der eingangs genannten Art sind noch folgende Feststellungen zu erläutern: Bei der beispielhaften Ausführung der Breitband­ antennenanordnung und der gegebenen Dimensionierung liegen - innerhalb des damit vorgegebenen Spektrums - hervorgehobene Resonanzpunkte - außer in den nachstehend genannten Amateurbändern - in folgenden Frequenzbereichen, wobei, in Abhängigkeit von der Frequenz, gleichzeitig ein Gewinn um den Faktor 3 oder mehr festgestellt wurde:

95,0 MHz, 67,0 MHz, 43,0 MHz, 40,0 MHz, 37,0 MHz, 26,0 MHz sowie 9,0 MHz.

Die Abstimmung der Kurzwellen-Bänder, z. B. im Amateurbereich 29 MHz, 28 MHz, 24 MHz, 21 MHz, 18 MHz und 14 MHz ist sehr scharf.

Bei entsprechend diemensioniertem Drehkondensator 17, der bei der beschriebenen beispielhaften Ausführung überwiegend für die Abstimmung der Bänder 24 MHz, 21 MHz, 18 MHz und 14 MHz eine maximale Kapazität von 380 pF hat, ist für diese Bänder ein Stehwel­ lenverhältnis von 1,0 jeweils über die gesamte Bandbreite einstellbar. Die optimale Abstimmung für das 21 MHz-Band erfordert, daß die Seele des einspeisenden Koaxialkabels - dazu wird eine T-Kupplung benutzt - mit dem Stator des 380 pF-Drehkondensaors 17 verbunden wird. Der 380 pF-Drehkon­ densator 17 hat mit seiner Statorseite galvanische Verbindung zu einem der leitenden, als Träger dienenden, galvanisch durch leitende Platten 4 miteinander verbundenen Vierkant-Alu- Rohre 3, während das diesem gegenüber liegende Vierkant- Alu-Rohr 3 sowohl mit dem Massegeflecht des speisenden Koaxialkabels, der Koaxialbuchse 21 als auch mit der Rotorseite des 380 pF-Drehkondensators 17 galvanisch verbunden ist.

Die Abstimmung der Bänder, z. B. 28 MHz und 29 MHz, erfolgt in Abhängigkeit von der Frequenz innerhalb des Bandes entweder im Zusammenwirken des 380 pF-Drehkondensators 17 mit dem vertikal auf der nichtleitenden horizontalen Ebene 1 montierten 80 pF-Drehkondensator 23, oder durch den 80 pF- Drehkondensator 23 allein, während der 380 pF- Drehkondensator 17 dann eingedreht ruht. Sowohl für 28 MHz als auch 29 MHz ist ein Stehwellenverhältnis von 1,0 einstellbar.

In Abhängigkeit vom Band erfolgt die Abstimmung, unter Beobachtung eines SWR-Meßgerätes, mit einem mehr oder weniger stark ausgeprägten "Dip". Mit einem Grid-Dipper lassen sich die angeführten Frequenzbereiche innerhalb der Amateur-Bänder 29 MHz, 28 MHz, 24 MHz, 21 MHz, 18 MHz sowie 14 MHz deutlich dippen, selbst dann noch, wenn zwischen Grid-Dipper und der Breitbandantennenanordnung ein 10 m langes Koaxialkabel geschaltet ist.

Ebenso verhält es sich mit den erwähnten Frequenzbereichen außerhalb der Amateur-Bänder, für die hervorgehobene Resonanzpunkte festgestellt wurden. Die scharf einstellbare Resonanz innerhalb der Amateur-Bänder trägt offenbar auch dazu bei, daß bei Empfang bevorzugt die Nutzfrequenz zu hören ist, während den Empfang störende Träger unterdrückt werden. Rundfunkqualität bei Empfang ist nahezu die Regel.

Festgestellt wurde weiterhin ein wichtiges Zusammenwirken des horizontalen, 1 m langen Koppelelementes 7 mit dem hori­ zontalen länglichen, isoliert befestigten, gitterförmigen, Abschirmelement 5. Ohne das horizontale Koppelelement 7 ist eine optimale SWR-Einstellung nicht möglich. Seine Verschiebung in Richtung des Abschirmelementes 5 bewirkt, in Abhängigkeit vom jeweiligen Abstand zum Abschirmelement 5, eine deutliche leistungsmäßige Bevorzugung eines oder mehrerer Bänder, z. B. des Bandes 14 MHz, wenn das horizontale Koppelelement 7 sich etwa in der Mitte zwischen dem horizontalen indirekt gespeisten, länglichen, gitterförmigen 2,40 m langen Strahlerelement 6 und dem Abschirmelement 5 befindet. Beim Senden entsteht - in Abhängigkeit von der Frequenz - hinter oder vor dem Gitter des Abschirmelementes 5 ein mehr oder weniger stark ausgeprägter HF- Spannungsabfall, der bis fast Null gemessen wurde. Das allgemein reziproke Verhalten einer Antenne läßt den Schluß zu, daß die bei Empfang einfallende HF das gleiche Verhalten zeigt. Sogar sehr schwache, offenbar über die horizontalen länglichen, gitterförmigen Strahlerelemente weit unter der Ansprechschwelle des S-Meters einfallenden Signale können noch eindeutig gehört und verstanden werden.

Festgestellt wurde ferner, daß die Breitbandantennenanordnung der eingangs genannten Art insbesondere für die Bänder 28 MHz, 29 MHz, 24 MHz, 21 MHz und 18 MHz mit einem erheblichen Gewinn von mindestens 4 bis 5 dB arbeitet. Bei vergleichenden Versuchen mit relativ schwachen Signalen eines Meßsenders konnte zwischen der Anzeige eines Feldstärke-Meßgerätes bei Direkteinkopplung und Einkopplung des gleichen Signales in die Breitbandantennenanordnung ein erheblicher Gewinn festgestellt werden. Dieser Gewinn resultiert offenbar aus wiederholt reflektierten, sich addierenden Signalen, die, ausgehend von den auf 90 Grad abgewinkelten Ecken der leitenden Grundebene abgestrahlt und zwischen den jeweils gegenüber liegenden horizontalen gitterförmigen, leitenden Strahlerelementen 5 bzw. 8 ebenso winklig reflektiert und dabei verstärkt werden.

Bemerkenswert ist auch die Feststellung, daß das Stück Koaxialkabel 10, welches das horizontale längliche, gitterförmige, 2,40 m lange Strahlerelement 6 indirekt speist, für eine SWR-Einstellung von 1,0 z. B. für die Bänder 28 MHz und 29 MHz sowie für 21 MHz, einen entscheidenden Einfluß hat. Ohne dieses Stück Koaxialkabel 10 ist eine solche Einstellung nicht möglich.

Weiter wurde festgestellt, daß auch eine Veränderung der Längen nicht nur der horizontalen leitenden länglichen, gitterförmigen Strahlerelemente, die Abstrahlungsleistung, d. h. den Gewinn der Breitbandantennenanordnung, richtungs­ orientiert zugunsten eines bewußt bevorzugten Bandes verschiebt, z. B. von 14 MHz auf 21 MHz. Auch die Höhe der horizontalen leitenden, länglichen, gitterförmigen Strahlerelemente, insbesondere die Höhe des 2,20 m langen Elementes 9, beeinflußt die Wirkungsweise der Breitband­ antennenanordnung, so u. a. das L/C-Verhältnis.

Allgemein ist noch festzuhalten, daß die Verknüpfung der einzelnen Bauelemente, insbesondere dort, wo eine Einkopplung von Hochfrequenzsignalen, z. B. zwischen der leitenden Grundebene 18 und den als Träger dienenden, teilweise durch leitende Platten 4 galvanisch miteinander verbundenen, leitenden Vierkant-Alu-Rohren 3 stattfindet oder, ausgehend von eben diesen Vierkant-Alu-Rohren 3, z. B. in das indirekt durch ein Stück Koaxialkabel 10 gespeiste horizontale leitende 2,40 m lange, gitterförmige Strahlerelement 6 oder auch in das horizontale, isoliert befestigte, leitende 2,60 m lange, gitterförmige Abschirmelement 5 gegebenenfalls beim Nachbau eine präzise Beachtung der angegebenen Maße erforderlich macht.

Claims (3)

1. Koaxial eingespeiste Breitbandantenenanordnung, bestehend aus einer nichtleitenden, horizontalen Ebene und darauf angeordneter, rechteckiger, leitender Grundebene, deren Ecken um 90° nach unten abgewinkelt sind, einen auf der leitenden Grundebene vertikal angeordneten plattenförmig ausgebildeten, ersten Strahler, der im wesentlichen über den Innenleiter eines parallel zum ersten Strahler angeordneten, vertikalen, leitenden Koaxialrohres gespeist ist, welches in der leitenden Grundebene mit einer ersten Koaxialbuchse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - im Bereich der abgewinkelten Ecken, auf der Unterseite der leitenden Grundebene (18) jeweils U-förmige, galvanisch mit der leitenden Grundebene (18) verbundene Blechelemente (12) angeordnet sind und dabei zwei gegenüberliegende Blechelemente mit der nichtleitenden, horizontalen Ebene (1) mechanisch verbunden sind und eine horizontale Längsachse definieren, die in einer zur leitenden Grundebene parallelen Ebene liegt,
• - entlang dieser Längsachse, auf der einen dem ersten Strahler (19) zugewandten Seite ein zweites längliches, in der horizontalen Ebene liegendes, leitendes, gitterförmig ausgebildetes Strahlerelement (8) orthogonal zur Längsachse angeordnet ist, welches mit dem einen der beiden gegenüberliegenden Blechelemente (12) galvanisch verbunden ist,
• - parallel zum zweiten Strahlerelement (8) ein längliches, in der horizontalen Ebene (1) liegendes, leitendes, gitterförmig ausgebildetes drittes Strahlerelement (9), welches von zwei parallel zur horizontalen Längsachse geführten, an der nichtleitenden horizontalen Ebene (1) befestigten, leitenden Rohren (2) isoliert ist und über einen flachen, leitenden Stab (11) mit der leitenden Grundebene (18) galvanisch verbunden ist,
• - entlang der Längsachse, auf der anderen, dem ersten Strahler (19) zugewandten Seite auf der nichtleitenden, horizontalen Ebene (1) ein längliches, in der horizontalen Ebene liegendes, leitendes, gitterförmig ausgebildetes viertes Strahlerelement (5) angeordnet ist, welches parallel zum zweiten bzw. dritten Strahlerelement (8 bzw. 9) liegt und dieses vierte Strahlerelement (5) mit einem gitterförmig ausgebildeten Abschirmelement leitend verbunden ist, welches senkrecht zur horizontalen Längsachse angeordnet ist und dessen Abmessungen in etwa der projizierten Fläche des ersten Strahlers (19) mit der leitenden Grundebene (18) in die Ebene des Abschirmelementes gewählt sind,
• - unterhalb der nichtleitenden, horizontalen Ebene (1), auf der Seite des vierten Strahlerelements (5) zwei weitere, parallel zur horizontalen Längsachse geführte, leitende Rohre (3) angeordnet sind, die im Bereich des vierten Strahlerelementes (5) unterhalb der nichtleitenden, horizontalen Ebene (1) teilweise durch leitende Platten (4) miteinander verbunden sind und zwischen denen, benachbart zum ersten Strahler (19) ein Drehkondensator (17) angeordnet ist, dessen Rotoranschluß mit dem Außenleiter einer zweiten Koaxialbuchse (21), die in der nichtleitenden, horizontalen Ebene (1) angeordnet ist, verbunden ist, und dessen Statoranschluß mit dem Innenleiter des speisenden Koaxialkabels im Bereich der zweiten Koaxialbuchse (21) leitend verbunden ist,
• - an dem vom ersten Strahler (19) bzw. vierten Strahlerelement (5) entfernten Ende der weiteren leitenden Rohre (3) ein längliches, in der horizontalen Ebene, parallel zu den anderen Strahlerelementen liegendes, leitendes, gitterförmig ausgebildetes fünftes Strahlerelement (6) isoliert angeordnet ist, wobei im Bereich des fünften Strahlerelements (6) die Enden der weiteren leitenden Rohre (3) durch wenigstens eine weitere leitende Platte (4) kurzgeschlossen sind und diese Platte (4) mit dem Innenleiter einer weiteren Koaxialleitung (10) verbunden ist, deren anderes Ende kurzgeschlossen und mit dem fünften Strahlerelement (6) verbunden ist,
• - zwischen dem vierten (5) und fünften Strahlerelement (6), benachbart zum fünften Strahlerelement (6) ein leitendes, längliches, parallel dazu verlaufendes Koppelelement (7) angeordnet ist, welches galvanisch mit den weiteren, leitenden Rohren (3) verbunden ist,
• - zwischen dem Innenleiter der ersten Koaxialbuchse (22) und der mit dem Außenleiter dieser Koaxialbuchse verbundenen leitenden Grundebene (18) ein weiterer Drehkondensator (23) angeschlossen ist, und dabei dessen Rotoranschluß zur leitenden Grundebene (18) geführt ist,
• - sämtliche Strahlerelemente (9, 8, 6, 5), der erste Strahler (19) und das Koppelelement (7) symmetrisch zur horizontalen Längsachse angeordnet sind,
• - der Abstand zwischen dem zweiten (8) und vierten Strahlerelement (5) etwa der horizontalen Abmessung der leitenden Grundebene (18) entspricht.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Strahlerelemente (9, 8, 6, 5) sowie das Koppelelement (7), das Abschirmelement und die leitende Grundebene (18) mit dem ersten Strahler (19) aus metalli­ siertem Kunststoff gebildet sind.

3. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich des Abschirmelementes aus Blech gebildet ist.