DE4218544A1 - Kurzwellen-Sendeantenne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurzwellen-Sendeantenne mit Strahlergruppen, die aus ungefalteten Halbwellendipolen gebildet sind, welche mittels einer Dipolhalterung an ei­ nem Tragwerk, z. B. Tragmast, befestigt sind, sowie mit einem Netzreflektor, der ebenfalls mit dem Tragwerk ver­ bunden ist und im Abstand parallel zu den Strahlergruppen eine zweite Ebene aufspannt.

Häufig werden ungefaltete Halbwellendipole horizontal angeordnet und zu sogenannten Strahlergruppen (arrays) zusammengefaßt. Derartige Strahlergruppen sind übereinan­ der in vertikalen Dipolspalten und nebeneinander in hori­ zontalen Dipolzeilen angeordnet und in einer vertikalen Ebene an einem aus zwei selbsttragenden Türmen oder zwei abgespannten, geerdeten Masten aufgehängt.

Die horizontalen und vertikalen Abstände zwischen den Halbwellendipolen sind durch die Auslegungsfrequenz be­ stimmt, die wiederum durch den Frequenzbereich der Strah­ lergruppen festgelegt ist. Eine in dieser Weise aufge­ baute Strahlergruppe wird üblicherweise vor einem Netzre­ flektor aufgehängt, der eine zweite Ebene parallel zur Strahlergruppe aufspannt und ebenfalls an den vorgenann­ ten Tragwerken aufgehängt ist.

Ein weiteres Merkmal der bekannten Halbwellendipole jeder Dipolzeile besteht in der isolierten Befestigung der ein­ zelnen Dipole untereinander und seitlich zu den Tragwer­ ken, an welchen sie verspannt sind. Darüberhinaus sind die Halbwellendipole jeder Dipolspalte teilweise durch Speiseleitungen miteinander verbunden, teilweise über isolierte Seile nach oben zum sogenannten Dachseil sowie zum Erdboden hin verspannt.

Ein gewisses Problem ergibt sich bei den bekannten Anord­ nungen daraus, daß beim Auswehen der Strahlergruppe die Stabilität ihrer Fixierung unzureichend sein kann. Ein zusätzliches Problem resultiert aus der erforderlichen Isolation der Dipolhalteseile.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Kurzwellen-Sen­ deantenne der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die bekannten Stabilitätsprobleme nicht auftreten und Isolationsprobleme vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist jeder Halbwellendipol als selbsttragender Dipol ausgebil­ det und elektrisch leitend an dem Tragwerk befestigt.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß jeder Halbwellendipol von seinen freien Enden her gespeist wird. Dabei ist die Einspeisung des jeweiligen Halbwellendipols über eine im Inneren der Di­ polhalterung zumindest teilweise abgeschirmt bis zu den Dipolenden geführte Leitung vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zur Ein­ speisung vorgesehene Einspeiseleitung bis zum Verzweigungspunkt des Dipols als symmetrische Leitung mit der Impedanz Z₀ ausgebildet, deren Pole ab dem Verzwei­ gungspunkt dann jeweils in einer Koaxialleitung mit der halben Impedanz, nämlich Z₀/2, zu den freien Enden des Dipols geführt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Halbwellendipol durch jeweils von den freien Enden der T-förmigen Dipolhalterung aufeinander zugerichtete, axial fluchtende Stabstrahler gebildet, deren freien Enden einen Abstand zueinander aufweisen.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einspeisung des Halbwellendipols ausschließlich über eine Koaxialleitung vorgesehen ist, die im Verzweigungspunkt des zweiarmigen Dipols angeschlossen ist.

In weiterer Verbesserung dieser Ausführungsform ist dabei vorgesehen, daß jeder Dipolarm aus einem einseitig ver­ schlossenen Rohr mit der Länge λ/2 gebildet ist, wel­ ches bei λ/4 rechtwinklig abgewinkelt ist, so daß die abgewinkelten offenen Enden beider Dipolarme nebeneinan­ der am Tragarm anschließen, während die Schenkel mit den verschlossenen Enden axial miteinander fluchtend ausein­ ander weisen. Die Einspeisung eines derartig ausgebilde­ ten Dipols ist dabei in jedem Dipolarm bei λ/4, d. h. im Bereich der Abwinkelung, vorgesehen.

In allen zuvor und weiter im folgenden genannten Fällen, in welchen Bezug genommen ist auf den Verzweigungspunkt, ist hierunter der Ort eines Dipols mit der Länge λ/2 zu verstehen, der bei λ/4, d. h. auf halber Länge, liegt und in welchem die Befestigung mit dem Tragwerk angreift.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestal­ tung der Kurzwellen-Sendeantenne beruht darauf, daß die Dipole selbsttragend sind und nicht mehr gegenüber dem Tragwerk bzw. gegenüber den Nachbar-Dipolen zu isolieren ist. Unabhängig von den genannten Ausführungsvarianten ist gewährleistet, daß die isolatorfreie Verbindung jedes Dipols miteinander sowie mit den Abspannseilen ohne Nach­ teil für den Sendebetrieb bleibt.

Insbesondere die letztgenannte Variante, bei der die Di­ pol-Einspeisung rein koaxial erfolgt, nutzt den Vorteil, daß hierdurch einerseits Gleichtaktwellen auf dem ge­ samten Speiseleitungssystem der Antenne vermieden werden, und daß andererseits der Wellenwiderstand der Di­ pol-Speiseleitung bereits gut an die niedrige Speise­ punkt-Impedanz eines kurzen, ungefalteten Dipols angepaßt ist, so daß Spannungsüberhöhungen infolge großer Wellig­ keit auf den Dipol-Speiseleitungen nicht auftreten.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Er­ findung näher beschrieben und erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Dipol mit Einspeisung an den freien Enden,

Fig. 2 einen Dipol mit Einspeisung im Verzwei­ gungspunkt,

Fig. 3 einen Dipol mit Einspeisung von den Enden her.

In Fig. 1 ist ein selbsttragender Halbwellendipol 10 mit einer Dipolhalterung 12 dargestellt, die aus zwei Rohren 14, 15 mit der Länge λ/2 gebildet ist, die etwa bei der halben Länge, ca. λ/4, rechtwinklig abgewinkelt sind und mit den längeren Schenkeln 16, 17 an einem Trag­ werk 18 elektrisch leitend in nahem Abstand zueinander befestigt sind.

Die freien Enden der abgewinkelten Rohre 14, 15 sind mit Durchführungsisolatoren 19 versehen, durch welche zur Einspeisung des Halbwellendipols 10 dienende Pole 20, 21 einer Speiseleitung 22, 23 geführt sind. Die Enden dieser durchgeführten Pole 20, 21 der Speiseleitung 22, 23 sind galvanisch mit den freien Enden 24, 25 der Rohre 14, 15 der Dipolhalterung 12 verbunden, die so den Halbwellendi­ pol 10 bilden.

Zwischen den beiden festen Schenkeln 16, 17, die am Trag­ werk 18 befestigt sind, ist ein Verbindungselement 26 angeordnet, welches die beiden Schenkel 16, 17 miteinan­ der verbindet und gemäß den durch den Pfeil P gezeigten Richtungen verschiebbar ist. Durch die Verschiebung des Verbindungselements 26 ist eine Kompensation möglich, d. h. die Abstimmung des Halbwellendipols 10.

In Fig. 2 ist ein Halbwellendipol 30 gezeigt, dessen äu­ ßere Gestaltung der des in Fig. 1 gezeigten Halbwellendipols 10 weitgehend entspricht. Auch hier ist eine Dipolhalterung 32 aus zwei Rohren 34, 35 mit der Länge λ/2 gebildet, die jedoch im Unterschied zu der Ausgestaltung in Fig. 1 an einem Ende jeweils kuppenar­ tig verschlossen sind. Das offene andere Ende jedes die­ ser Rohre 34, 35, bildet einen bei etwa λ/4 rechtwink­ lig abgewinkelten Schenkel 36, 37, der galvanisch leitend mit einem Tragwerk 38 verbunden ist.

Durch das Tragwerk 38 und den Schenkel 36 des Rohres 34 der Dipolhalterung 32 ist eine Einspeiseleitung 40 ge­ führt, die als Koaxialleitung, bestehend aus einem Pol 41 und einer Abschirmung 42 ausgebildet ist.

Im Bereich der rechtwinkligen Abwinkelung der beiden Schenkel 36, 37 ist die Einspeiseleitung 40 mit den Di­ polarmen 44, 45, die von den abgewinkelten freien Schenkeln der Rohre 34, 35 gebildet sind, verbunden. Hierzu ist der zentrale Pol der Speiseleitung 40 durch einen Durchführungsisolator 39 im Schenkel 36 geführt und mit dem Schenkel 37 im Bereich der Abwinkelung verbunden. Die Abschirmung 42, die den zweiten Pol der Speiseleitung bildet, ist mit dem Schenkel 36 elektrisch leitend ver­ bunden.

Wie auch die Dipolarme in Fig. 1 sind auch die Dipolarme 44, 45 gemäß Fig. 2 axial fluchtend zueinander ausgerichtet. Einer dem Verbindungselement 26 in Fig. 1 entsprechenden Kompensation bedarf es bei der Ausgestal­ tung gemäß Fig. 2 nicht, da durch die Ko­ axial-Einspeisung bei λ/4 des Halbwellendipols es die­ ser Abstimmung nicht bedarf.

In Fig. 3 ist ein Halbwellendipol 11 dargestellt, der eine Dipolhalterung 13 aufweist, die aus zwei T-förmig miteinander verbundenen Rohren gebildet ist. Abweichend von der Gestaltung gemäß Fig. 1 bzw. gemäß Fig. 2 be­ sitzt der Halbwellendipol 11 gemäß Fig. 3 an den freien Enden des Querrohres der T-förmigen Dipolhalterung 13 be­ festigte Stabstrahler 46, 47, die koaxial miteinander fluchtend parallel zum Querrohr der Dipolhalterung 13 an­ geordnet sind.

Die abgewinkelten, an der Dipolhalterung 13 durch einen Durchführungsisolator 50 austretenden Enden der Stab­ strahler 46, 47 sind zunächst mit einer Koaxialleitung 48 verbunden, welche die halbe Impedanz der symmetrischen Einspeiseleitung 49 aufweist, welche im Anschlußbereich des Querrohrs mit dem hierzu senkrecht verlaufenden Rohr der T-förmigen Dipolhalterung 13 mit den beiden Koaxial­ leitungen 48 verbunden ist.

Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, ist die Dipolhal­ terung 13 geerdet.

Claims (7)

1. Kurzwellen-Sendeantenne mit Strahlergruppen, die aus ungefalteten Halbwellendipolen (10, 11, 30) gebildet sind und mittels einer Halterung (12, 13, 32) an einem Tragwerk (18, 38), z. B. Tragmast, befestigt sind, sowie mit einem Netzreflektor, der ebenfalls mit dem Tragwerk (18, 38) verbunden ist und im Abstand parallel zu den Strahlergruppen eine zweite Ebene auf spannt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Halbwellendipol (10, 11, 30) als selbsttragender Dipol ausgebildet und elektrisch leitend an dem Tragwerk (18, 38) befestigt ist.

2. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbwellendipol (10, 11) von seinen freien Enden gespeist wird.

3. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung des jeweiligen Halbwellendipols (10, 11) über eine im Inneren der Dipol­ halterung (12, 13) zumindest teilweise abgeschirmt bis zu den Dipolenden geführte Leitung (48) vorgesehen ist.

4. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einspeisung vorgese­ hene Einspeiseleitung (49) bis zum Verzweigungspunkt des Dipols als symmetrische Leitung mit der Impedanz Z₀ aus­ gebildet ist, und daß deren Pole ab dem Verzweigungspunkt Jeweils in einer Koaxialleitung (48) mit der halben Impe­ danz Z₀/2, zu den freien Enden des Dipols (11) geführt sind.

5. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbwellendipol (11) durch je­ weils von den freien Enden der T-förmigen Dipolhalterung (13) aufeinander zugerichtete axial fluchtende Stabstrahler (46, 47) gebildet ist, deren freie Enden einen Ab­ stand zueinander aufweisen.

6. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung des Halbwellendipols (30) über eine Koaxialleitung (40) im Verzweigungspunkt des zweiarmigen Dipols (30) vorgesehen ist.

7. Kurzwellen-Sendeantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dipolarm (44, 45) aus einem einseitig verschlossenen Rohr (34, 35) mit der Länge λ/2 gebildet ist, welches bei λ/4 rechtwinklig abge­ winkelt ist, daß die abgewinkelten offenen Schenkel (36, 37) bei der die Dipolarme (44, 45) bildenden Rohre (34, 35) nebeneinander am Tragwerk (38) angeschlossen sind, daß die Dipolarme (44, 45) axial fluchtend auseinander gerichtet sind und daß die Einspeisung in jedem Dipolarm (44, 45) bei λ/4 vorgesehen ist.