DE4129604C2

DE4129604C2 - Method for determining the radiation pattern of a short-wave curtain antenna

Info

Publication number: DE4129604C2
Application number: DE19914129604
Authority: DE
Inventors: Paul Dick; Horst Feisel; Manfred Idselis
Original assignee: Thomcast Sendeanlagen Fue GmbH
Current assignee: THOMCAST GMBH SENDEANLAGEN FUER HOERFUNK UND FERNS
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2011-09-07
Also published as: DE4129604A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Strahlungsdiagramms einer Kurzwellen-Vorhangantenne (10) durch Messung der relativen Ströme an einem beliebigen Ort jeder zu einer Dipolspalte (18, 20, 22, 24) führenden Speiseleitung (19, 21, 23, 25) sowie durch eine Impedanzmessung am Ort der jeweiligen Strommessung sowie durch Korrelation der hierbei ermittelten Strom- und Impedanzwerte, welche für die Erstellung des Strahlungsdiagramms zugrundegelegt werden.The invention relates to a method for determining the radiation pattern of a shortwave curtain antenna (10) by measuring the relative currents at any location on each feed line (19, 21, 23, 25) leading to a dipole column (18, 20, 22, 24) and through an impedance measurement at the location of the respective current measurement and through correlation of the current and impedance values determined in this way, which are used as the basis for the creation of the radiation diagram.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Strahlungsdiagramms einer Kurzwellen-Vorhangantenne.The invention relates to a method for determining the Radiation diagram of a shortwave curtain antenna.

Strahlungsdiagramme, welche auch Richtdiagramme oder Richtcharakteristik genannt werden, stellen in Polarkoor dinaten den Betrag der Feldstärke dar, den eine Sendean tenne in den verschiedenen Richtungen erzeugt. Ein Strah lungsdiagramm beschreibt also die Strahlungseigenschaften der jeweiligen Sendeantenne.Radiation diagrams, which are also directional diagrams or Polar pattern are mentioned in Polarkoor represent the amount of field strength that a broadcast tenne generated in the different directions. A beam So the radiation diagram describes the radiation properties the respective transmitting antenna.

Antennen, welche in ihren Strahlungseigenschaften nicht den gewünschten Anforderungen entsprechen, werfen zwangs läufig Probleme auf, wenn beispielsweise die betreffende Richtantenne, insbesondere eine Kurzwellen-Vorhangan tenne, eine gegenüber der Planung abweichende Richtcha rakteristik besitzt. Antennas, which are not in their radiation properties meet the desired requirements common problems when, for example, the Directional antenna, especially a short wave curtain tenne, a directional chcha deviating from the planning has characteristics.

Kurzwellen-Vorhangantennen sind besondere Richtantennen, welche wenigstens zwei benachbarte Dipolspalten oder "bays", das sind vertikal übereinander parallel angeord nete Dipole gleicher Länge, aufweisen und im Kurzwellen bereich abstrahlen. Integriert ist ein Reflektor, gebil det aus horizontal laufenden Leiterdrähten, die in gerin gem Abstand zu den Dipolen als auch vertikal zueinander auf der der gewünschten Abstrahlrichtung entgegengesetz ten Seite angebracht sind. Hierdurch wird eine einseitige Richtwirkung erwirkt.Shortwave curtain antennas are special directional antennas which have at least two adjacent dipole columns or "bays" are arranged vertically one above the other in parallel nete dipoles of the same length, and in short waves blast area. A reflector is integrated, gebil det from horizontally running conductor wires, which in gerin according to the distance to the dipoles and vertically to each other on the opposite of the desired radiation direction th side are attached. This will make one-sided Directional effect.

Die Bestimmung der Strahlungseigenschaften von errichte ten Sendeantennen kann auf zweierlei Weise erfolgen, näm lichDetermining the radiation properties of erriche ten transmit antennas can be done in two ways, näm Lich

1. by field strength measurements at a constant measuring distance by plane or helicopter and
2. by measuring on the antenna itself and then Calculation of the current diagrams.

Die Flugmessung, die in der Regel nur im Endstadium der Errichtung einer Antennenanlage durchgeführt wird, verur sacht beträchtliche Kosten. Dabei wird das Feldstärkepro fil auf einem horizontalen Niveau erfaßt und in einem Po larkoordinaten-Diagramm eingetragen.The flight measurement, which is usually only in the final stages of Erection of an antenna system is carried out costs considerable. The field strength pro fil captured on a horizontal level and in a bottom Largest coordinate diagram entered.

Das zweite Verfahren zur Bestimmung der Strahlungseigen schaften einer Kurzwellen-Vorhangantenne erfordert die Messung der Ströme im Strombauch jedes der Dipole und das anschließende Berechnen des Diagramms nach entsprechenden Rechenformeln, zweckmäßigerweise mit einem geeigneten Re chenprogramm. Während der Durchführung dieser Messungen ist ein Sendebetrieb nicht möglich. Da die Strommessung an jedem Dipol, d. h. in Höhen bis zu 70 und mehr Meter, erfolgen muß, ergibt sich hieraus zwangsläufig ein hoher Zeitbedarf, bis die Messung abgeschlossen ist und die Meßaufnehmer an den Dipolen entfernt werden können (vgl. z. B. US 35 48 310).The second method for determining the radiation properties short wave curtain antenna requires that Measuring the currents in the current belly of each of the dipoles and that then calculate the diagram according to the corresponding Arithmetic formulas, suitably with a suitable Re program. While making these measurements broadcasting is not possible. Because the current measurement on each dipole, d. H. at heights of up to 70 and more meters, must inevitably result in a high one Time required for the measurement to be completed and the Sensors at the dipoles can be removed (see e.g. US 35 48 310).

Sowohl die Flugmessung als auch die rechnerische Bestim mung der Strahlungseigenschaften zur Erstellung eines Strahlungsdiagramms der betreffenden Antenne erfordern einen hohen Zeitbedarf und sind nicht zuletzt deswegen sehr kostenintensiv.Both the flight measurement and the computational determination radiation properties to create a Require radiation pattern of the antenna in question take a lot of time and are not least because of that very expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Auf gabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung des Strahlungsdiagramms einer Kurzwellen-Vorhangantenne an zugeben, das auf einfache Weise kostengünstig durchge führt werden kann.Based on this state of the art, it is therefore up s the invention, a method for determining the Radiation diagram of a shortwave curtain antenna admit that in a simple way inexpensive can be led.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Merk male des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1. Danach ist vorgesehen, daß an einem beliebigen Ort jeder zu einer Dipolspalte führenden Speiseleitung eine Strom messung erfolgt, daß am Ort der Strommessung darüber hinaus eine Impedanzmessung durchgeführt wird und daß die hierbei ermittelten Strom- und Impedanzwerte miteinander korreliert werden und so die für die Erstellung des Strahlungsdiagramms benötigten Feldstärkewerte bestimmt werden.The solution to the problem is characterized according to the invention by the note male of the characterizing part of claim 1. Thereafter it is provided that everyone at any location a current leading to a dipole column measurement takes place at the location of the current measurement above addition, an impedance measurement is carried out and that the current and impedance values determined here together be correlated and so the for the creation of the Radiation diagram required field strength values determined become.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Particular embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die bei den Strom- und Impedanzmessungen ermittelten Meßwerte in einem Rechenprogramm verarbeitet werden, welches als Ergebnis die Feldstärkewerte liefert, die zur Erstellung des Strahlungsdiagramms zugrundegelegt werden. According to an advantageous development of the invention provided that the current and impedance measurements determined measured values processed in a computer program which provides the field strength values as a result, which is used to create the radiation diagram become.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Strom- und Impedanzmessung jeweils bodennah am spaltenbezogenen Einspeisepunkt erfolgt.In a preferred development of the invention is also provided that the current and impedance measurement each close to the ground at the column-related entry point.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich also dadurch aus, daß an beliebigen Orten der Bodenverbindungslei tungen zu den einzelnen Spalten (Bays) der Kurzwellen- Vorhangantenne die relativen Ströme der einzelnen Spalten mit einem geeigneten Meßgerät, z. B. Netzwerkanalysator, sowie Meßwertaufnehmnern nach Betrag und Phase gemessen werden.The method according to the invention is therefore characterized by this from that at any place of the Bodenverbindungslei the individual columns (bays) of the shortwave Curtain antenna the relative currents of each column with a suitable measuring device, e.g. B. network analyzer, as well as transducers measured by amount and phase become.

Als Meßwertaufnehmer bieten sich Stromwandler bzw. Zangenstromwandler an, die über die beiden Leiter der symmetrischen Speiseleitung gestülpt werden.Current transformers or Current clamps on the two conductors of the symmetrical feed line be put over.

Eine andere Möglichkeit der Phasenstrommessung ist mit tels Koppelrähmchen gegeben, die unter jeden Leiter ge hängt werden.Another option for phase current measurement is with given coupling frame, which ge under each conductor be hanging.

Für eine Summenstrommessung werden Koppelrähmchen zwi schen den beiden Leitern angeordnet.For a total current measurement coupling frames between arranged between the two conductors.

Zur Durchführung einer Impedanzbestimmungsmessung können symmetrische Richtkoppler vorgesehen werden. Statt dessen ist es jedoch auch möglich, durch eine zweite Strommes sung an einem anderen Ort als die erste Strommessung, die Impedanz zu ermitteln. Dabei erfolgt die Berechnung der Impedanz am Ort der ersten Strommessung unter Zugrundele gung der beiden Stromwerte einer Spalte, des örtlichen Abstandes der erfolgten Strommessungen sowie des Wellen widerstandes des homogenen Leitungsabschnittes, auf dem die Strommessungen durchgeführt wurden. To perform an impedance determination measurement symmetrical directional couplers can be provided. Instead however, it is also possible to use a second current measurement in a different location than the first current measurement, the To determine impedance. The calculation of the Impedance at the location of the first current measurement under the basis the two current values of one column, the local one Distance between the current measurements and the waves resistance of the homogeneous line section on which the current measurements were made.

Zweckmäßigerweise werden die gemessenen Stromwerte auf den sog. "Bay"-Leitungen anschließend unter Zuhilfenahme der Impedanzwerte über die einzelnen Leitungsabschnitte mit zum Teil differierenden Wellenwiderständen mittels eines Computerprogramms in den Strombauch des Dipols transformiert. Aus den so erhaltenen Dipolströmen kann dann das tatsächliche Abstrahldiagramm der Kurzwellen- Vorhangantenne mit Hilfe eines zweiten Programms, welches die Antennengeometrie, die Ströme und die Bodenbeschaf fenheit berücksichtigt, bestimmt werden. Die Meßwertauf nahme - die Transformation, die Diagrammberechnung und Diagrammausgabe beanspruchen nur wenige Minuten, d. h., es entsteht ein beachtlicher Zeitvorteil.The measured current values are expediently based on the so-called "Bay" lines with the help the impedance values across the individual line sections with partially differing wave resistances a computer program in the current belly of the dipole transformed. From the dipole currents thus obtained then the actual radiation pattern of the shortwave Curtain antenna using a second program, which the antenna geometry, the currents and the ground conditions be taken into account, determined. The measured value name - the transformation, the diagram calculation and Chart output takes only a few minutes, i. H., there is a considerable time advantage.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind Gegenstand der Patentansprüche.These and other advantageous refinements of the Erfin are subject of the claims.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal tungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on an execution shown in the drawing for example, the invention, advantageous Ausgestal lines and improvements of the invention explained in more detail and be described.

Es zeigt die einzige Figur eine Kurzwellen-Vorhangantenne mit angeschlossener Meßschaltung.The only figure shows a short-wave curtain antenna with connected measuring circuit.

Die einzige Figur zeigt eine Kurzwellen-Vorhangantenne 10, die zwischen zwei abgespannten Hochmasten 12, 14 auf gespannt ist und einen aus horizontal gespannten Leiter drähten 15 gebildeten Vorhang 16 aufweist. In geringem Abstand hierzu sind insgesamt vier Spalten 18, 20, 22, 24 angeordnet, die im vorliegenden Beispiel jeweils aus vier vertikal übereinander befindlichen Dipolen 26 gleicher Länge gebildet sind. Zur Veranschaulichung sind die Spal ten mit gestrichelten Linien nach oben herausgeführt, de ren Abstand zueinander jeweils der Dipollänge entspricht.The single figure shows a short-wave curtain antenna 10 , which is stretched between two guyed high masts 12 , 14 and has a wire 16 formed from horizontally tensioned conductor 15 curtain. At a short distance from this, a total of four columns 18 , 20 , 22 , 24 are arranged, which in the present example are each formed from four dipoles 26 of the same length that are vertically one above the other. For illustration purposes, the columns are drawn out with dashed lines, the distance between which corresponds to the dipole length.

Jeder Dipol 26 ist mit einer der jeweiligen Spalte 18, 20, 22, 24 zugeordneten Speiseleitung 19, 21, 23, 25 ver bunden.Each dipole 26 is connected to a respective column 18 , 20 , 22 , 24 associated feed line 19 , 21 , 23 , 25 a related party.

Die Speiseleitungen 19, 21, 23, 25 wiederum sind in einem Schalter 28 zusammengeführt, mittels welchem die Zuschal tung von nicht näher gezeigten Verzögerungsleitungen zwecks Änderung der Richtcharakteristik erfolgen kann und der gleichzeitig Einspeisestelle des nicht gezeigten Sen ders ist.The feed lines 19 , 21 , 23 , 25 are in turn brought together in a switch 28 , by means of which the connection of delay lines, not shown, can be carried out for the purpose of changing the directional characteristic and which is also the feed point of the sensor, not shown.

An die Einspeiseleitungen 19, 21, 23, 25 sind im bodenna hen Bereich jeweils Meßaufnehmer 30 angeordnet, welche über Hochfrequenzleitungen 32 mit einem Meßgerät 34, z. B. Netzwerkanalysator, verbunden sind.At the feed lines 19 , 21 , 23 , 25 each transducer 30 are arranged in the bottom hen area, which via high-frequency lines 32 with a measuring device 34 , z. B. network analyzer.

Die Meßwertaufnehmer 30 sind als Stromwandler, vorzugs weise als Zangenstromwandler ausgebildet und befinden sich nur temporär, d. h. für die Dauer der erforderlichen Messungen, an vom Boden aus erreichbaren Stellen der Ein speiseleitungen 19, 21, 23, 25.The transducers 30 are designed as current transformers, preferably as clamp-on current transformers, and are located only temporarily, ie for the duration of the required measurements, at points of the feed lines 19 , 21 , 23 , 25 accessible from the ground.

Zur Durchführung der Messungen wird ein Meßsignal aus ei nem nicht näher gezeigten Signalgenerator auf eine Lei stung von etwa 50 Watt verstärkt und über die Einspeise leitungen 19, 21, 23, 25 den Dipolen zugeführt. Die sol cherart gewonnenen Strom- und Impedanzwerte werden durch Umrechnung, zweckmäßigerweise mittels eines Rechenpro gramms, transformiert in den Strombauch des jeweiligen Dipols. Aus den auf diese Weise erhaltenen Dipolströmen, die bisher jeweils vor Ort, d. h. an jedem Dipol, gemes sen werden müssen, kann nun das tatsächliche Abstrahldia gramm der Kurzwellen-Vorhangantenne bestimmt werden. Hierbei sind weitere Parameter die Antennengeometrie und die Bodenbeschaffenheit, welche ebenfalls in der Berech nung berücksichtigt werden.To carry out the measurements, a measurement signal from a signal generator (not shown in more detail) is amplified to a power of approximately 50 watts and fed via lines 19 , 21 , 23 , 25 to the dipoles. The current and impedance values obtained in this way are transformed by conversion, expediently using a computer program, into the current belly of the respective dipole. From the dipole currents obtained in this way, which previously had to be measured locally, ie at each dipole, the actual radiation diagram of the short-wave curtain antenna can now be determined. Here, further parameters are the antenna geometry and the nature of the ground, which are also taken into account in the calculation.

In gleicher Weise kann die Richtcharakteristik für andere Frequenzen oder bei anderen eingeschalteten Verzögerungs leitungen ermittelt werden.In the same way, the directional characteristic can be used for others Frequencies or other delay switched on lines are determined.

Claims

1. A method for determining the radiation pattern of a short-wave curtain antenna ( 10 ), characterized in that at any location each leading to a Di pole column ( 18 , 20 , 22 , 24 ) leading feed line ( 19 , 21 , 23 , 25 ) relative currents are measured, that an impedance measurement is carried out at the location of the current measurement and that the current and impedance values determined in this way are correlated with one another and the field strength values required for producing the radiation diagram are thus determined.

2. The method according to claim 1, characterized in net that the current measurement according to amount and phase position follows.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that he in the current and impedance measurement average measured values processed in a computer program which provides the field strength values as a result, which is used to create the radiation diagram become.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the current and impedance measurements solution close to the ground at the column-related entry point he follows.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the current and impedance measurement solution is carried out by means of current transformers ( 30 ).