DE943175C - Rundstrahlantenne - Google Patents

Description

Baut man eine Rundlstrablantenine z. B. aus. in vier um 90⁰ abweichende Hauptrichtungen strahlenden Dipolen mit Reflektor auf, so beobachtet man, daß außerhalb der Hauptstrahlrichtungen mehr oder weniger starke Aufzipfelungen im Strahlungsdiagramm dieser Rtmdstrahlantenne auftreten. Die Größe der Aufzipfelungen hängt bei geeignetem Verhältnis des Antenraenmastdurchmesseris zur abzustrahlenden Wellenlänge von der Bündelungseigenschaft der einzelnen Dipole ab. Bei Verwendung von Halbwellendipolen wird z. B. unter einem Winkel vom 45° gegen die Hauptstrahlrich/tung mehr Energie abgestrahlt als. in den Hauptsitrahlricbtiungen. Verwendet man Ganzwellendipole, so ist in den Zwischenzotnen zwischen den vier Hauptstrahlrichtungen die unter jedem Winkel dieser Zonen abgestrahlte Energie kleiner als die in jeder der Hauptstrahlrichtungen. Um nun die Aufzipfelungeni des. Strahlungsdiagrarnrns klein ztii halten, also um. unter jedem Winkel mögliehst gleich große Energie abzustrahlen, müßte man die Rundstrahlantenne aus Dipolen aufbauen, vom denen jeder unter einem Winkel von ±45° gegen seine Hauptstrahlrichtung eine Energie abstrahlt, welche so klein ist, daß sieb zusammen mit as der Energie des Nächbardipols der um 90⁰ ver-

setzten Hauptstrahlricbtung eine der Energie einer HauptKtrahkichtung praktisch entsprechende Energie ergibt. Bei einer aus solchen Dipolen aufgebauten Rundstrahlantenne würde dann unter dem Winkel von- ± 4.5 ° gegen die HauptstraWrichtangen ebensoviel Energie abgestrahlt werden wie in den vier Hauptstrahlriditungen. · '

Es sind bereits aus· in einer Ebene um einen Träger angeordneten gleichartigen. Dipolen aufgebaute Rundsteahlantennen bekannt, die zur Erzeugung zirkulär oder elliptisch polarisierter Wellen dienen. Den horizontal angeordneten Dipolen sind: an einem bestimmten Ort senkrecht gerichtete Zuisatzdipole zugeordnet.

Bei einer anderen bekannten Ausiührungsfortti von Antennen sind zur Erzeugung von horizontal polarisierten Wellen die verschieden· gespeisten Strahler elemente um· eine leitende Säule angeordnet. Zur Verbesserung¹ der Rundstrahlung dient dabei eine zylinderförmige Reflektorwand.

Um die starken Ungleichmäßigkeiten (Einsattelungen) im Strahlungsdiagramm, auszugleichen·, hat man ferner mehrere Antennengruppen¹, die je aus vier in einer Ebene um einen Träger angeordneten Dipolen bestehen, übereinander so angeordnet, daß durch Überlagerung der verschiedenen Strahilungsoharakteriatiken der einzelnenAntennengruppen die Ungleichmäßigkeiten gegeneinander ausgeglichen werden.

Die aus· in einer Ebene um einen Träger angeordneten gleichartigen Dipolen aufgebaute Rundstrahlantenne nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit Reflektor ausgerüsteten Dipole stark verkürzte Ganzwellendipole sind und daß der Schlankheitsgrad (Verhältnis· der Dipollänge zum Straihlerdiurcihmesser) dieser Dipole so gewählt ist, daß die Strahlungsciiarakterisitik (Keule) des ver-'kürzten Dipols in einem solchen Maße verbreitert wird, daß die in der Zone zwischen benachbarten HauptstraMrichtungen abgestrahlte Energie im wesentlichen der Energie der HauptstraMrichtung entspricht. Vorzugsweise sieht man in-einer Ebene vier quadratisch angeordnete gleichartige Dipole mit Reflektor vor. Die Strahiungscharakteristik ist dann bei diesen Dipolen in einem solchen Maße verbreitert, daß unter einem Winkel von ±45° zur Hauptstrahlriohtung ein Viertel der Energie der Hauptstrahlrichtunig abgestrahlt wird. Zweckmäßig liegt der Schlankheitsgrad. (Verhältnis der Dipollänge zum Strahlerdurchmesser) etwa zwischen 10 und 25, vorzugsweise etwai zwischen 15 und 2.0. In diesem Falle bewegt sich die Breite der Strahlungskeule zwischen den Breiten der Strahlungskeulen eines. Ganz- und einesHalhwellendipols. Bei der Rundstrahlantenne nach der Erfindung wird in einfacher Weise, und zwar lediglich durch eine vorteilhafte Dimensionierung der Dipole, eine ausgezeichnete RundstraHcbarakteristik erreicht^ Zusätzliche Mittel, wie z. B. Zusatzdipole, sind zur Verbesserung derRundstrahlung nicht erforderlich. Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren ι und 2 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Rundstrahlantenne schematisch dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 die Rundstrahlantenne mit ihrem Träger in Aufsicht.

In der Fig. 1 sind um den als Mast 1 ausgebildeten Träger in einer Ebene vier quadratisch angeordnete gleichartige Dipole 2/3, 4/5, 6/7, 8/9 angebracht. Diese Dipole sind an Reflektoren 10, 11, 12 und 13 mittels, im- Spannungsknoten der einzelnen Dipoielemente angreifender Streben 14... 21 befestigt. Die Reflektoren werden von Rohren 22 ... 25 gehalten, in denen die Speiseleitung für die Dipole untergebracht ist. Zum Zwecke einer guten Anpassung zwischen dem Eingangswiderstand der Dipole und dem Wellenwiderstand der Speiseleitung¹ ist die Länge der Dipole erheblich kürzer als die Betriebswellenlänge. Es handelt sich also um stark verkürzte Ganzwellendipole. Durch die starke Verkürzung rücken die im Schwerpunkt der Dipolelemente angreifenden Streben 14 und 15 bzw. 16 und, 17, 18 und 19 sowie 20 und; 21 einander näher, so daß die durch· den räumlichen Ab^ stand der¹ beiden Schwerpunkte der Dipolelemente bedingte Bündelung geringer wird, also die Keule des Strahlungsdiagrammisi breiter wird. Der Sohlankheitsgrad der Dipole (Verhältnis· der Dipollänge zum Durchmesser-des Dipolelementes) liegt etwa zwischen 10 und 25, vorzugsweise etwa¹ zwischen 15 und20. Bei diesem SchlankheLtsgfad wird eine solche Breite des Strahlungsdiagramms erzielt, daß unter einem Winkel von- ± 45 ° gegen die Hauptstrahlrichtungen die abgestrahlte Energie auf ein Viertel der in der Haiuptstrahlrichtung abgestrahlten Energie abgesunken ist. Bei dem an- gegebenen Schlankheitsgrad ist gleichzeitig die Breitbandeigenschafti so günstig, daß die Rundstrahilantenne besonders für Fernsehzwecke anwendbar ist, hei denen besonders, kleine Fehlanpas-

sungen in einem breiten Frequenzbereich -~-

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= ± 20%; / die Betriebsfrequenz, und f_m die mittlere Frequenz, des Bereiches) gefordert werden*

Das Ausfübrungsbeispiel der Fig. 2 zeigt eine Rundstrahlantenne mit mehreren Ebenen, und zwar liegen die ausgezogenen Bauelemente der Rundstrahlantenne in der oberen Ebene und! die gestrichelt dargestellten Bauelemente in einer darunterliegenden Ebene. Die Dipole der verschiedenen Ebenen sind räumlich so versetzt (z. B. um einen Winkel von 22⁰ gedreht) angeordnet, daß die Maxima des Sitrahlungsdiiagramms der einen Ebene im Bereich, der Minima des Strahlungsdiagramms der anderen Ebene auftreten. Durch diese räumlich versetzte Anordnung wird ein weiterer Ausgleich der abgestrahlten· Energie erzielt. In entsprechender Weise kann die Rundsitrahlantenne noch weitere Ebenen umfassen. Man kann dann mehrere Dipole, und! zwar vorzugsweise vier der gleichen Hauptstrahlrichtlung, zum Zwecke der Anpassung ihrer- Eingangswiderstände an den Wellenwiderstand der Speiseleitung zu einer Strahlungseinheit zusammenfassen. Sind noch weitere Ebenen mit solchen Strahlungseinheiten an dem Mast befestigt, so kann man auch diese wieder räumlich versetzt anordnen.

Verwendet man für eine solche Rundstahl antenne einen stabilen Mast, so hat man die Möglichkeit, eine große Zahl von Ebenen übereinander anzuordnen. Dadurch erzielt man bei sehr guter Anpassung in einem breite» Frequenzbereich stärkere vertikale Bündelungen, als dies bisher mit anderen Antennenarten möglich watr.

An dem Mast können auch noch weitere Antennen für andere Dienste und/oder Betriebiswellenilängen ίο angeordnet werden.

Verzichtet man auf eine sich über 360⁰ erstreckende Rundstrahlung und ist nur eine Ründstrahlung in einem kleineren Sektor erwünscht, so kann, man die Dipole der nicht erwünschten Strahlrichtungen weglassen und diese Dipole zur Verstärkung der Strahlung· in dem gewünschten Sektor einsetzen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Aus in einer Ebene um einen Träger angeordneten gleichartigen Dipolen aufgebaute Rundstrahlantenne, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Reflektor ausgerüsteten Dipole stark verkürzte Ganzwellendipole sind und daß der Schlankheitsgrad dieser Dipole so gewählt isifc, daß die Strahlungscharakteristik (Keule) des verkürzten Dipols in einem solchen Maße verbreitert wird, daß die in der Zone zwischen benachbarten! Hauptstrahlrichtungen abgestrahlte Energie im wesentlichen der Energie derHauptstrahlrichtung· entspricht.
2. 2. Rundstrahlantenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene vier quadratisch angeordnete gleichartige Dipole mit Reflektor vorgesehen sind, deren Strahlungscharakteristik (Keule) derart verbreitert ist, daß unter einem Winkel von ±45° zur Hauptstrahlriohtung ein Viertel der Energie der Hauptstrahlrichtung abgestrahlt wird.
3. 3. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, dar durch gekennzeichnet, daß der Schlankheitsgrad, der Dipole etwa zwischen 10 und 25, vorzugsweise etwa zwischen 15 und 20, liegt.
4. 4. Rundstrahlantenne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstrahlantenne mehrere Ebenen umfaßt und die in verschiedenen, Ebenen liegenden,Dipole räumlich so versetzt angeordnet sind, daß die Maxima des Strahlung'sdiagramms der' einen Ebene im Bereich der Minima des Strahlungsdiagramtns der anderen Ebene auftreten.
5. 5. Rundstrahlantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstrahlantenne mehrere Ebenen umfaßt, wobei mehrere Dipole, vorzugsweise vier der gleichen ■ Hauptstrahlrichtung, zu einer Strahlereinheit zusammengefaßt sind¹.
6. 6. Rundetrahlantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ebenen gegenüber weiteren Ebenen im Sinne des Anspruches 4 räumlich versetzt sind.

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 303 611, 2 539 433.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 505 5.58