DE4321233A1

DE4321233A1 - lambda/2-Antenne

Info

Publication number: DE4321233A1
Application number: DE19934321233
Authority: DE
Inventors: Uwe Sydon; Udo Wiskow; Ludger Brink; Kester Roberts
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1994-05-05

Description

Die Erfindung betrifft eine λ/2-Antenne nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Zur Kommunikation in einem Schnurlostelefonsystem zwischen einer Basisstation und einem oder mehreren Mobilteilen wei sen sowohl die Basisstation als auch das bzw. die Mobil teile entsprechende Antennen auf. In diesem Zusammenhang sind Antennen, wie beispielsweise Teleskopantennen, be kannt, die relativ aufwendig ausgestaltet sind.

Bei Antennen mit abgestimmter Speiseleitung übernimmt die Leitung die notwendige Widerstandstransformation zur An passung der Antenne an den Sender, so daß zwischen beiden keine Anpassungsglieder notwendig werden.

Zur Anpassung der Antenne an eine nichtabgestimmte Speise leitung muß der Antennenfußpunktwiderstand gleich dem Wellenwiderstand Z_L der Speiseleitung sein, um ein mög lichst geringes Stehwellenverhältnis zu erreichen.

Der Fußpunktwiderstand eines in der (offenen) Mitte einge speisten Halbwellendipols bewegt sich je nach Höhe über Grund und Umgebung zwischen 50 und 65 Ohm.

Zur Vermeidung von Anpassungsgliedern zwischen dieser üb lichen Antennenform und ihrer (nicht abgestimmten) Zulei tung existieren Kabel, deren Wellenwiderstand sich im Be reich des Fußpunktwiderstands des Dipols befindet. Damit werden neben dem zusätzlichen Aufwand die mit den Anpas sungsgliedern stets verbundenen Leistungsverluste ausge schlossen. Derartige Kabel, die als Zuleitungen zu Antennen verwendet werden können, werden in zahlreichen Varianten auf dem Markt angeboten.

Aus Pietsch: "Kurzwellen-Amateurfunktechnik: Ein Lehrbuch für den Newcomer - ein Handbuch für den OM", ISBN 3-7723-6591-4, München, Franzis-Verlag, 1979, Seiten 331/332 (Abb. 2.5657) ist bereits eine Koaxial-Antenne bekannt, die als vertikalpolarisierter Halbwellendipol ausgebildet ist. Die Speiseleitungszuführung erfolgt über ein Koaxialkabel durch ein Rohr der unteren Dipolhälfte. Bei dieser bekannten Antenne ist der Mantel des Speise kabels am Einspeisepunkt mit der unteren Dipolhälfte ver bunden, während die Seele an die obere Dipolhälfte ange schlossen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antenne der eingangs genannten Art anzugeben, die sich in besonders einfacher Weise her stellen läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Als wesentlich für die Erfindung ist der einfache kon struktive Aufbau der Antenne anzusehen. Die Herstellung erfolgt durch ein einfaches Zurückstreifen des Abschirm elements (Außenleiter). Weitere vorteilhafte Ausführungs formen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn zeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne;

Fig. 3 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Antenne;

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Antenne, und

Fig. 5 ein Diagramm der Anpassungscharakteristik am Anten neneingang.

Die Antenne besteht aus einem Koaxialkabel 1 mit einem metallischen Innenleiter 2, der von einem Dielektrikum 3 umgeben sein kann, sowie aus einem Abschirmelement 4.2 des Koaxialkabels.

Die in Fig. 1 dargestellte Antenne weist zwei unterschied liche Bereiche I und II auf: Einen ersten Bereich I, der sich von ihrem Ende (in der Fig. 1 oben) und dem Antennen fußpunkt E erstreckt, sowie einen daran anschließenden zweiten Bereich II. Eine Zuleitung C von einem Sender T bzw. einem Empfänger R führt durch einen dritten Bereich III und durch den zweiten Bereich II.

Die Komponenten der Antenne (1, 2, 4.2, gegebenenfalls 3) sind in den Bereichen I und II angeordnet.

Die Anordnung aus Antenne und Speiseleitungszuführung C ist im zweiten Bereich II folgendermaßen aufgebaut: Innenleiter 2, Dielektrikum 3, Abschirmelement 4.1, das unmittelbar am Dielektrikum 3 der Speiseleitungszufüh rung C anliegt, Außenisolationsschicht 5 des nicht abgebo genen Koaxialkabels sowie abgebogenes Abschirmelement 4.2., das in etwa parallel zu dem das Dielektrikum 3 unmittelbar umhüllenden Abschirmelement 4.1 und damit koaxial zu dem Innenleiter 2 angeordnet ist.

Die Außenisolationsschicht des Koaxialkabels im abgebo genen Bereich des Koaxialkabels ist abgetrennt, so daß die Außenisolationsschicht 5 des nichtabgebogenen Koaxialka bels und das Abschirmelement 4.2 unmittelbar benachbart sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfin dung ist das Abschirmelement 4.2 mit dem Abschirmelement 4.1 an der Abbiegestelle verlötet. Dabei kann die Verlö tung der mechanischen Verstärkung der Abbiegestelle dienen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß ein separates Abschirmelement 4.2 mit dem Abschirmelement 4.1 verlötet wird.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt des verwendeten Koaxialkabels im zweiten Bereich ohne das nach hinten abgebogene Abschirmelement 4.2.

Das Koaxialkabel 1 ist folgendermaßen aufgebaut:


⌀ (mm)
Leiter (2)
0,21
Litze Cu-versilbert 7×0,07 mm ⌀ @	Leiterwerkstoff E-Cu58 F21 nach DIN 40500 Teil 4 @	Dieletrikum (3)	1,05
Adersektion Teflon, Fluor-Ethylenpropylen @	Abschirmung (4, 4.1)	1,45
Abschirmgeflecht Cu-Draht: 0,10 mm ⌀, versilbert @	optische Bedeckung nom. 78% @	Geflecht ist stülpbar @	Bondierung mit ALU-kaschierter Polyesterfolie 24 µm	1,55
Metallseite in Kontakt mit Abschirmgeflecht @	Außenmantel (5)	1,95±0,05
Mantelwerkstoff Polypropylen

Das Koaxialkabel 1 wird sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 1 und 2) durch ein 75 Ohm-Kabel gebildet, wobei der erste Bereich I eine Länge von etwa 74 mm mit einer Toleranz von etwa +/- 1 mm und der zweite Bereich II eine Länge von etwa 65 mm ebenfalls mit einer Toleranz etwa von +/- 1 mm hat.

Die Gesamtlänge der Zuleitung (Bereich II und III) beträgt 171 mm (z. B. mit einer Toleranz von +/- 2 mm).

Fig. 4 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild der erfin dungsgemäßen Antenne und der Speiseleitungszuführung C.

Dabei bedeuten Z_Ant. die Antennenimpedanz am Antennenfuß punkt E (Fig. 1, 2), Z_in die Eingangsimpedanz der Anordnung aus Antenne (Fußpunkt E) und Speiseleitungszuführung C und Z_T die Ausgangsimpedanz des Senders T bzw. des Empfän gers R. Die Länge l ist dabei die Länge der Speiseleitungs zuführung C (Bereich II und III).

Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit des Vierpolparameters S₁₁ (Maß für die Anpassung) von der Frequenz (800 MHz-1.2 GHz). Die Antenne ist für Empfangs- bzw. Sendefrequenz von 852 MHz bis 995 MHz (in etwa Frequenzbereich in den Schnurlostelefonstandard CT1+) bei den vorgegebenen Abmes sungen (Fig. 1-3) ausgelegt. Dies entspricht den Meßpunk ten 3 und 4. Für die Frequenzen zwischen diesen Meßpunkten ist die Anpassung der Antenne an 50 Ohm besser als 10 dB.

Die erfindungsgemäße Antenne und die Zuleitung C sind also einstückig ausgebildet. Die Zuleitung C erfüllt neben der Funktion der elektrischen Verbindung von Sender T und Antenne zum einen die mechanische Funktion der Zugentla stung der Lötstelle der Antenne an der Schaltungsplatine der zugehörigen Sende- bzw. Empfangseinrichtung TR, so daß die Antenne drehbar bezüglich der im Antennenfußpunkt an geordneten Ebene ausgestaltet werden kann. Zum anderen transformiert die Zuleitung C die Antennenimpedanz Z_Ant. am Antennenfußpunkt E auf die Ausgangsimpedanz Z_T von 50 Ohm.

Claims

1. λ/2-Antenne, insbesondere für den Mobilfunk, mit einer Koaxialkabel-Speiseleitungszuführung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antenne in einem ersten Bereich (I) zwischen ihrem Fußpunkt (E) und ihrem freien Ende durch einen metalli schen Innenleiter (2) des Koaxialkabels (1) gebildet ist,
und daß die Antenne in einem zweiten Bereich (II), der sich anschließend an den ersten Bereich (I) vom Fußpunkt (E) in Verlängerung des Innenleiters (2) erstreckt, durch ein Abschirmelement (4.2) des Koaxialkabels (1) gebildet ist, welches koaxial zu dem Innenleiter (2) angeordnet ist.

2. λ/2-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (4.2) der Antenne einstückig mit der Abschirmung (4.1) des Koaxialkabels (1) im zweiten Bereich (II) ausgebildet ist.

3. λ/2-Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmelement (4.2) und die Abschirmung (4.1) am Fußpunkt (E) verlötet sind.

4. λ/2-Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialkabel (1) ein 75 Ohm-Kabel ist, daß der erste Bereich (I) eine Länge von etwa 74 mm und daß der zweite Bereich (II) eine Länge von etwa 65 mm hat.

5. λ/2-Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den zweiten Bereich (II) einschließende Zulei tung (C) eine Länge von etwa 171 mm hat.