DE959658C - Richtantenne - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. MÄRZ 1957

Richtantenne

Die Erfindung betrifft ein« Richtantenne, die aus einem V-förmig zweiflächigen Reflektor und aus einem in dessen Hälftungsebene angeordneten und bezüglich, der zu. dieser senkrechten. Antmnenonittellebene symmetrisch ausgebildeten Dipol besteht. Bei Antennen, dieser Art, die mit einem Stabdipol in der drahtlosen Nachrichtmübermittlungstiechnik laufend verwendet werden, ist die Bandbreite eine wachsende Funktion der Querabmessungen das Dipols· und fällt bei gegenüber der Länge der Schenkel geringen Querabmessungen des Dipols immer kleiner aus>, da eine beträchtliche Steigerung der Bandbreite zu einer Antenne von zu großer Raumbeanspruchung führt. Die obere Grenze des Verhältnisses zwischen der oberen und der unteren. von einer derartigen Antenne ausgestrahlten, Frequenz ist in der Größenordnung von 1,1.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Antenne mit V-förmigem zweiflächigem Reflektor zu schaffen!, bei welcher der in der Half- tungsebene vorgesehene Dipol durch seine besondere Ausgestaltung - die Erzielung eines breiten ■ Durchgangsbandes, z. B. im Umfang einer Oktave, ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der symmetrisch zur Mittelebene der Antenne gestaltete Dipol erfindungsgemäß aus zwei in der Hälftungsebene des V-förmigen Reflektors liegenden, je ein. rechtwinkliges Trapez darstellenden Platten gebildet, die

einander mit ihren, zu dien Trapezgrundlinien senkrechten Kanten zugekehrt sind, die parallel und nahe der zur Reflektorhälftungsebene quer gerichteten Antehnenmittelebene verlaufen, während die beiden Trapezgrundilinien und ihr Abstand bei jeder Platte so bemessen sind, daß die Verlängerung der Trapezschrägkanite die gemeinsame Kante der beiden Ebenen, des. V-förmigen Reflektors in dem gleichen. Punkt wie die Verlängerung der zu

ίο den, Grundlinien, senkrechten Trapezkante schneidet. Die Längen der Ideinen und der großen Grundlinie jeder trapezförmigen Platte werden vorzugsweise nahe einem Viertel der bei dem zu übertragenden Frequenzband, der größten und der kleinsten. Fre-

quenz entsprechenden Wellenlänge gewählt

Die Zeichnung veranschaulicht die Richtantenne nach der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungen. Abb. ι und 2 zeigen die bisher gebräuchliche Bauart einer Antenne mit V-förmig zweiflächigem Reflektor schematisch in schaubildlicher Darstellung und im Schnitt nach dter Hälftungsebene des Reflektors. Abb. 3 und 4 geben eine erfindungsgemäß ausgebildete Antenne ebenfalls im Schaubild und im Schnitt nach der Reflektorhälftungsebene wieder. Abb. Sa, 5 b, 5 c und 5 d lassen, eine der beiden Platten des Strahlungsdementes· nach der Erfindung in, verschiedenen Ausführungsformen in Seitenansicht erkennen.

Die aus Abb. 1 ersichtliche Antenne üblicher Bauart besteht aus einem Stabdipol 5, der durch -eine senkrecht zu ihm gerichtete Leitung 4 gespeist wird, und aus einem Reflektor 6, der durch, ein.

V-förmiges Gebilde· aus parallelen, in ihrer Mitte

an zwei dazu senkrechten Stangen 2 angeschweißten Stäben 3 gegeben ist. Die Abmessungen, der Antenne bestimmen, sich nach dem aus Abb. 2 ersichtlichen, Hälftungsschnitt der Antenne, in welchem L die Länge der Reflektorflächen bezeichnet und in der Größenordnung von einigen Wellenlängen ist und I den weniger als ein Zehntel der Wellenlänge betragenden gegenseitigen Abstand und. H die Länge der Stäbe 3 bedeutet, während S die Entfernung des Dipols 5 von- der Kante des V-förmigen Reflektors 6 und h die Länge jedes Dipolschenkels ist.

Die Eintrittsimpedanz Z der Antenne ist im allgemeinen eine komplexe Größe, und ihre reellen und imaginären Werte sind eine Funktion der Abmessungen 6* und h. Die maximal© Richtwirkung

der Antenne wird für einen einem Viertel dar Wellenlänge λ nahe kommenden Wert vS" erreicht, und- die Impedanz Z bestimmt sich in diesem Fall zu

Z = R(S) +jX(h).

Falls 2 h praktisch gleich λ/2 ist, d.h., wenn der Dipol 5 sich in der Nähe der Resonanz befindet, wird die Impedanz Z reelle und man hat dann- die günstigsten Verhältnisse für das befriedigende Arbeiten der Antenne und' für die Vereinfachung des Problems, der Anpassung zwischen Dipol und Speiseleitung.

Um bei einer Antenne dieser Art ein breites Durchgangsbattd zu erreichen, setzt man nach der Erfindung in einer und derselben Antenne die den verschiedenen Wellenlängen des zu übertragenden Frequenzbandes entsprechendien, Dipole nebeneinr ander, wodurch man den Ersatz des Dipols nach Abb. ι und 2 durch die aus Abb. 3 und 4 ersichtlichen trapezförmigen Platten 11 erhält, welche in der Hälftuingsiebene des V-förmigen,, aus den parallelen Stäben 3 und den Stangen, 2 bestehenden Reflektors liegen und die beiden. Hälften, eines Flachdipols bilden. Die zwei Platten 11 haben je die Gestalt eines rechteckigen Trapezes und sind symmetrisch bezüglich der zur Hälftungsebene des Reflektors 2, 3 senkrechten· Mittelebene der Antenne angeordnet, und die beiden parallelen Kanten 12 der Platten verlaufen nahe der Antennenniiittelebene und schneiden, die Kante des· V-förmigen Reflektors 2, 3 in dem gleichen. Punkt wie die entsprechenden Trapezschrägkanten.

In der den Hälftungsschnitt der Antenne nach. Abb. 3 wiedergebenden Abb. 4 bezeichnen S₁ und S₂ die Abstände der kurzen und der langen. Grundlinien der trapezförmigen Platten 11 von der Kante des V-förmigen Reflektors und Zi₁ und h₂ die Größen der kurzen und der langen Trapezgrundiinien. Wenn l_m und- λ_Μ die den Grenzfrequenzen des ausgestrahlten Bandes der Antenne entsprechenden Mindest- und Höchstwellenlängen sind, ergeben sich die hinsichtlich der Richtwirkung der Antenne undi bezüglich der Vereinfachung der Anpassung zwischen Antenne und Speiseleitung vorteilhaftesten Betriebsbedingungen, wenn, einerseits J^₁ und X_m/4 und A₁ sowie andererseits S₂ und i_m/₄ und A₂ praktisch einander gleich sind.

Die parallelen Kanten 12 der Platten 11 müssen durch Zuschärfung des Plattenquerschnittes dünn ausgeführt sein, um zwecks Anpassung an die Speiseleitung eine hohe Impedanz zu erhalten. Die Speiseleitung 4 der Antenne ist mit diesen Kanten 12 an zwei beliebigen symmetrischen Punkten verbunden.

Die Dipolplatten 11 können nach Abb. 5 a aus gewöhnlichem Metallblech in Form eines rechtwinkligen Trapezes geschnitten sein oder nach Abb. 5 b aus ausgespanntem metallischem Drahtnetz von rechtwinklig trapezförmigem Umriß bestehen. Auch können sie gemäß Fig. 5 c aus parallelen Rohren zusammengesetzt sein, von denen: die beiden äußersten die kurze und die lange Grundlinie eines rechtwinkligen Trapezes, bilden, und die an. ihren beiden Enden an zwei weitere, die beiden anderen Trapezseiten darstellende Rohre angeschweißt sind- und zwischen sich einen weniger als 115. ein Zehntel der Wellenlänge betragenden Abstand einhalten. Wie Abb. S d zeigt, kann der Dipol auch aus zwei geschlitzten Metallplatten zusammengesetzt sein, bei denen die Spalten zueinander und zur Kante des V-förmigen Reflektors parallel gerichtet sind.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Richtantenne mit innerhalb eines V-förmig zweiflächigen Reflektors in dessen Hälftungsebene angeordnetem und bezüglich der zu

   dieser senkrechten Antennenmittelebene symmetrisch abgebildetem Dipol, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus zwei in der Hälftungsebene des Reflektors (2, 3) liegenden, je ein rechtwinkliges Trapez darstellenden. Platten (11) besteht, die einander mit ihren zu dien. Trapezgrundlinien senkrechten Karaten" (12) zugekehrt sind, die parallel und nahe der Anitennenmittelebane verlaufen., während die beiden Trapezgrundlinien, und ihr Abstand bei jeder Platte (11) so bemessen sind, daß die Verlängerung der Trapezschrägkante die gemeinsame Kante der beiden. Ebenen, des V-förmigen Reflektors (2, 3) in dem gleichen Punkt wie die Verlängerung der zu den Grundlinien senkrechten Trapezkante (12) schneidet, wobei die Längen der kleinen und der großen Grundlinie jeder Platte (11) vorzugsweise nahe einem Viertel der bei dem zu übertragenden Frequenzband der größten und der kleinsten. Frequenz entsprechenden. Wellenlänge gewählt sind (Abb. 3 und. 4).
2. 2. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trapezförmigen, Platten

   (11) mit Schützen, die zur Kante des Reflektors, (2, 3) parallel liegen, versehen sind (Abb,.5d).
3. 3. Richtantenne nach Anspruch i, dadurch gelcennzeichnet, daß die trapezförmigen Platten (11) aus zur Kante des Reflektors (2, 3) parallelen Röhren gebildet sind, deren Enden mit zwei die ■ Verbindungsgeraden zwischen den beiden, parallelen, Trapezgrundlinieini darstellenden Röhren verschweißt sind und die zwischen, sich einen unter einem Zehntel der Länge der kürzesten' ausgestrahlten, Weife liegenden Abstand einhalten. (Abb. 5 c).
4. 4. Richtantenine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trapezförmigen Platten (11) aus ausgespanntem metallischem Drahtnetz bestehen (Abb. S b).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   »The A. R. R. L. Antenna Book«, 1949, herausgegeben von The American Radio Relay League Inc., West Hartford, Connecticut, S. 212, Fig. 9,19; Der Fernmelde-Ingenieur, Zeitschrift für Ausbildung und Fortbildung, H. 1, April 1951, S. 19.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©609619/293 9.56 (609 833 2.57)