DE973332C

DE973332C - Antenneneinrichtung fuer Rundfunk- und/oder Fernsehempfang, insbesondere Gemeinschaftsantennenanlage

Info

Publication number: DE973332C
Application number: DES27444A
Authority: DE
Inventors: Joachim Steinmetz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-03-01
Filing date: 1952-03-01
Publication date: 1960-01-28

Description

AUSGEGEBEN AM 28. JANUAR 1960

6¹ 2/444 VHIa/2Ia*

ist als Erfinder genannt worden

Bei Rahmeilempfängern, insbesondere für Peilzwecke, die unter Verwendung einer oder mehrerer Leiterschlei fen die Eingangsspannung über einen Transformator auf einen Eingangsschwingkreis übertragen, ist es bekannt, die Abstimmung auf den gewünschten Wellenbereich allein durch Veränderung der Windungszahl der Sekundärspule des Kopplungstransformators vorzunehmen. Es handelt sich hierbei nicht um eine breitbandige Anordnung, weil durch die Veränderung der Windungszahl nur eine schmalbandige Abstimmung auf einen bestimmten Wellenbereich erzielt wird. Es ist also nicht möglich, ein breites Band ohne laufende Abstimmung zu übertragen. Eine derartige Anordnung ist für Antennenanlagen des Rundfunkempfanges mit Einschluß des UKW- oder Fernsehbereiches ungeeignet, weil es insbesondere bei Gemeinschaftsanlagen möglich sein soll, alle Bereiche gleichzeitig zu empfangen, was eine breitbandige Empfangsanordnung voraussetzt.

Es ist ferner bekannt, bei Schwingkreisen in Breitbandverstärkern die Kreise auf die geometrische Mitte des zu übertragenden Frequenzbandes abzustimmen und die Kreise zusätzlich zu bedampfen. Es ist auch bekannt, eine für den Empfang des Kurzwellenbereiches dienende Rahmenantenne für den UKW-Empfang heranzuziehen. Zu diesem Zweck wird es als notwendig bezeichnet, die Rahmenantenne in zwei Hälften aufzutrennen, wodurch ein für den UKW-Empfang geeigneter Empfangsdipol entsteht. Es war hiernach ein Vorurteil vorhanden, daß für UKW-Empfang eine Auftrennung der Rahmenantenne erfolgen muß.

909 702/15

Demgegenüber wird nach der Erfindung eine Antenneneinrichtung für Rundfunk- und/oder Fernsehempfang, insbesondere Gemeinschaftsantennenanlage, angegeben, die gekennzeichnet ist durch einen in an sich bekannter Weise aus einer einzigen offenen Windung bestehenden Empfangsrahmen, der an den Eingang des Antennenverstärkers oder an das bzw. die Empfangsgeräte mittels eines Übertragers mit solchem Übersetzungsverhältnis angeschlossen ist, daß die Eigenfrequenz des im wesentlichen durch die übersetzte Rahmeninduktivität und Schalt- sowie gegebenenfalls Röhrenkapazitäten gebildeten Resonanzkreises etwa beim geometrischen Mittel aus oberer und unterer Grenzfrequenz liegt und daß die Länge der den Empfangsrahmen bildenden Windung wenigstens annähernd gleich einer mittleren Wellenlänge eines zusätzlich zu empfangenden Frequenzbandes im UKW-Bereich ist oder etwa ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt.

Antenneneinrichtungen für Rundfunkempfang sollen eine über ein verhältnismäßig breites Frequenzband, z. B. über den Mittel- und Langwellenbereich, möglichst konstante Antennenspannung liefern, und es ist daher erforderlich, den Empfangsrahmen stark zu dämpfen. Durch die Wahl eines aus einer einzigen Windung bestehenden Rahmens und infolge der Verluste im Übertrager ergibt sich bereits eine beträchtliche Dämpfung des im wesentlichen durch die Rahmeninduktivität und Schalt- sowie gegebenenfalls Röhrenkapazitäten gebildeten Resonanzkreises. Gegebenenfalls kann die Bedämpfung dieses Kreises durch einen parallel oder in Reihe mit dem Empfangsrahmen liegenden ohmschen Widerstand erhöht werden. Das Verhältnis der an den Antennenverstärker bzw. an die Teilnehmer abgegebenen Antennenspannung zur im Empfangs rahmen induzierten EMK hängt in erster Linie von der Güte dieses Resonanzkreises ab. Es ist daher an sich ein möglichst großer Gütewert erwünscht, der jedoch durch die an den Grenzen des zu empfangenden Frequenzbandes zulässige Schwächung des Empfangssignals begrenzt ist. Die Eigenfrequenz des Antennenkreises ist im Hinblick auf eine an der unteren und oberen Übertragungsfrequenz gleich große Schwächung des Empfangssignals gewählt und liegt annähernd beim geometrischen Mittel dieser beiden Grenzfrequenzen. Um ein möglichst hohes Empfangssignal zu erhalten, wird ein Antennenkreis mit möglichst großer Induktivität und möglichst kleiner Kapazität angestrebt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Induktivität des Empfangsrahmens durch ein passend gewähltes Übersetzungsverhältnis des Übertragers derart übersetzt wird, daß sich zusammen mit den unvermeidlichen Schalt- und gegebenenfalls Röhrenkapazitäten, also ohne Zuschaltung zusätzlicher Kapazitäten, die erforderliche Eigenfrequenz des Antennenkreises ergibt.

Die erfindungsgemäße Antenneneinrichtung stellt die bestmögliche Dimensionierung für eine Rahmenantenne dar, indem sie bei gegebenen Grenzfrequenzen und gegebener Schwächung des Empfangssignals an diesen Grenzen den Verbrauchern die größtmögliche Antennenspannung liefert. Der aus einer Windung bestehende Empfangsrahmen stellt ein außerordentlich niederohmiges Gebilde dar, das gegen Nahfeldstorungen unempfindlich ist und auch über längere Leitungen mit dem zugeordneten Übertrager verbunden werden kann. Der Übertrager kann daher vom Empfangsrahmen weiter entfernt beim Teilnehmer oder im Antennenverstärker angeordnet werden. In stark störverseuchten Gebieten kann für den Empfangsrahmen ein Schirm in Form einer parallel zur Rahmenwindung verlaufenden, einseitig geerdeten, offenen Windung vorgesehen sein, oder es wird die Mitte der den Empfangsrahmen bildenden Windung geerdet. Desgleichen kann die Antennenzuleitung zwischen Rahmen und Übertrager, wenn erforderlich, als geschirmte Leitung ausgeführt sein.

Ein weiterer Vorteil der neuen Antenneneinrichtung besteht darin, daß sie als Innenantenne, die beispielsweise im Dachraum eines Gebäudes angeordnet ist, ausgeführt sein kann. Die Antenneneinrichtung wird dadurch wesentlich verbilligt, da der Rahmen und die Antennenzuführung nicht wetterfest ausgeführt sein müssen und Durchführungen für den Antennenträger und die Zuleitung durch die Dachdeckung entfallen. Trotz der Anbringung des Empfangsrahmens innerhalb des Dachraumes, also in etwas größerer Nähe der Störungsquellen als bei den gebräuchlichen Außenantennen ist das Nutz-Störspannungs-Verhältnis der neuen Antenne günstiger als bei Außenantennen, da Rahmenantennen gegen elektrische Nahfeldstorungen bekanntlich unempfindlicher sind als beispielsweise Stab- oder Drahtantennen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Länge der den Empfangs rahmen bildenden Windung wenigstens annähernd gleich einer mittleren Wellenlänge eines zusätzlich zu empfangenden Frequenzbandes im UKW-Bereich oder beträgt etwa ein ganzzahliges Vielfaches davon. Der Empfangsrahmen ist auf diese Weise geeignet, zusätzlich ein oder mehrere UKW- oder Fernsehbänder zu empfangen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist am antennenseitigen Ende der Antennenzuleitung eine elektrische Weiche angeordnet, durch welche die Antennenspannungen des bzw. der UKW-Bereiche von denen der übrigen Empfangsbereiche getrennt und über eine besondere Leitung dem Antennenverstärker bzw. den Teilnehmern zugeführt werden. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Antennenleitung mittels eines trans- formierenden Leitungsstückes derart an den Empfangsrahmen angepaßt, daß die Antennenspannungen sämtlicher Empfangsbereiche über ein und dieselbe Zuleitung übertragen werden. Da die Rundfunkwellen im KML-Bereich im allgemeinen mit senkrechter Polarisation, diejenigen imUK-Bereich dagegen mit waagerechter Polarisation abgestrahlt werden, wird der Empfangsrahmen zweckmäßig räumlich schräg angeordnet, vorzugsweise an der Innenseite der Dachfläche eines Gebäudes. Es sind dann in den einzelnen Empfangsbereichen jeweils

die in die entsprechenden Ebenen projizierten Rahmenflächen wirksam.

Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand von Fig. ι bis 3 beispielsweise erläutert.

Fig. ι zeigt einen aus einer einzigen Windung bestehenden Empfangsrahmen 1, der über die nicht abgeschirmte Antennenzuleitung 2 mit der Primärwicklung eines Übertragers 3 verbunden ist. Die Sekundärseite des Übertragers 3 ist an Steuergitter und Kathode der Verstärkerröhre4 angeschlossen; der Gitterableitwiderstand dieser Röhre ist mit 5, der Kathodenwiderstand mit 6, der Kathodenkondensator mit 7 bezeichnet. Falls es zur Bedämpfung des Rahmens 1 erforderlich ist, kann die Größe des Gitterableitwiderstandes 5 so gewählt werden, daß er eine entsprechende zusätzliche Bedämpfung des Antennenkreises bewirkt. Parallel zum Rahmen 1 verläuft eine als Abschirmung die-

ao nende offene Windung 8. Die Lücke zwischen Anfang und Ende der Windung 8 ist gegenüber der Lücke zwischen Anfang und Ende des Rahmens 1 versetzt, und der Anfang der einen Windung und das Ende der anderen Windung sind gemeinsam geerdet.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung, die zugleich zum Empfang wenigstens eines Frequenzbandes im UK-Bereich geeignet ist. Der Empfangsrahmen besteht hier aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Stücken verschiedenen Querschnitts 9 und 10 bzw. verschiedener Querschnittsform, deren Länge jeweils etwa eine Viertel wellenlänge einer mittleren zu empfangenden UK-F requenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt. Durch die Aneinanderreihung derart unterschiedlicher Stücke wird die Bandbreite der zu empfangenden UK-Bänder vergrößert und die Anpassung an die Antennenzuleitung verbessert. Zur Trennung der Antennenspannungen des UK-Bereiches von denen der übrigen Bereiche ist am antennenseitigen Ende der Niederführung 2 eine elektrische Weiche vorgesehen, die im einfachsten Fall aus zwei Drosseln 11 und zwei Kondensatoren 12 besteht. Die Antennenspannungen des UX-Bereiches werden über eine besondere Antennenzuleitung 13 und einen besonderen Übertrager 14 dem Antennenverstärker bzw. den Teilnehmern zugeführt. Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung arbeitet beispielsweise in der folgenden Weise:

Der aus den einzelnen Stücken 9 und 10 bestehende Empfangsrahmen ist für den Empfang von Mittel- und Langwellen dimensioniert, während Kurzwellen über die als Antenne wirkende Zuleitung 2 aufgenommen werden. Gleichzeitig dient der Empfangsrahmen als Antenne im UKW-Rundfunkbereich (etwa 90 bis 100 MHz) und im Fernsehbereich (etwa 176 bis 216 MHz). Die Antennenspannungen beider UK-Bereiche gelangen über die Kondensatoren 12, die Zuleitung 13 und den Übertrager 14 zum Antennenverstärker bzw. unmittelbar zu den Empfangsgeräten.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 3 findet ein viereckiger Empfangsrahmen Anwendung, dessen Kantenlänge etwa eine Viertelwellenlänge einer mitt-" leren zu empfangenden UK-Frequenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt. Die aufeinanderfolgenden Seiten 15 und 16 dieses Rahmens besitzen abwechselnd eine etwas größere und etwas kleinere Längenausdehnung. Hierdurch wird die Bandbreite für UKW-Empfang vergrößert. Gegebenenfalls können die aufeinanderfolgenden Seiten 15 und 16 zusätzlich noch verschiedene Querschnitte oder verschiedene Querschnittsformen aufweisen. Im übrigen können auch bei einem Empfangsrahmen der in Fig. 2 gezeigten Art die aufeinanderfolgenden Stücke 9 und 10 abwechselnd etwas länger und etwas kürzer sein, unabhängig davon, ob sich der Querschnitt oder die Querschnittsform des Rahmens über seine Länge ändert oder nicht.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist für sämtliche Bereiche ein und dieselbe Zuleitung 17 vorgesehen, die mittels eines schematisch angedeuteten transformierenden Leitungsstückes 18, dessen Länge vorteilhaft einer Viertelwellenlänge einer mittleren UK-Frequenz entspricht, an den Rahmen angepaßt ist. Die aus Drosseln 11 und Kondensatoren 12 bestehende elektrische Weiche befindet sich am entgegengesetzten Ende der Zuleitung 17, gegebenenfalls wirkt die Streuinduktivität des Übertragers 3 als Drossel, so daß besondere Drosseln 11 eingespart werden können. Selbstverständlich können beim Beispiel gemäß Fig. 3 für den KML-Bereich einerseits und den UK-Bereich andererseits auch getrennte Niederführungen wie bei Fig. 2 Verwendung finden. Ferner kann auch bei gleichzeitig zum UK-Empfang dienenden Empfangsrahmen eine Abschirmung wie beim Beispiel gemäß Fig. 1 angewendet werden. An Stelle eines Schirmleiters kann die Mitte des Rahmens geerdet werden, wobei darauf zu achten ist, daß sich an diesem Punkt ein Spannungsknoten befindet.

Claims

Patentansprüche:

i. Antenneneinrichtung für Rundfunk- und/ oder Fernsehempfang, insbesondere Gemeinschaftsantennenanlage, gekennzeichnet durch einen in an sich bekannter Weise aus einer einzigen offenen Windung bestehenden Empfangsrahmen, der an den Eingang des Antennenverstärkers oder an das bzw. die Empfangsgeräte mittels eines Übertragers mit solchem Übersetzungsverhältnis angeschlossen ist, daß die Eigen- frequenz des im wesentlichen durch die übersetzte Rahmeninduktivität und Schalt- sowie gegebenenfalls Röhrenkapazitäten gebildeten Resonanzkreises etwa beim geometrischen Mittel aus oberer und unterer Grenzfrequenz liegt und daß die Länge der den Empfangsrahmen bildenden Windung wenigstens annähernd gleich einer mittleren Wellenlänge eines zusätzlich zu empfangenden Frequenzbandes im UKW-Bereich ist oder etwa ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt.
2. Antenneneinrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen parallel oder in Reihe mit dem Empfangsrahmen liegenden ohmschen Widerstand zur Bedämpfung des im wesentliehen aus übersetzter Rahmeninduktivität und Schalt- sowie gegebenenfalls Röhrenkapazitäten bestehenden Resonanzkreises.
3. Antenneneinrichtung nach Anspruch I₅ gekennzeichnet durch einen vier- oder mehreckigen Empfangsrahmen, dessen Kantenlänge etwa eine \^riertelwellenlänge einer mittleren zu empfangenden UK-Frequenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt.
4. Antenneneinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangsrahmen aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Stücken verschiedenen Querschnitts oder verschiedener Querschnittsform besteht, deren Länge jeweils etwa eine Viertelwellenlänge einer mittleren zu empfangenden UK-Frequenz oder ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt.
5. Antenneneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Seiten des mehreckigen Rahmens bzw. aufeinanderfolgende Stücke ein und desselben Querschnitts abwechselnd eine etwas größere und etwas kleinere Längenausdehnung besitzen.
6. Antenneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am antennenseitigen Ende der Antennenzuleitung angeordnete elektrische Weiche, durch welche die Antennenspannungen des UKW-Bereiches von denen der übrigen Empfangsbereiche getrennt und über eine besondere Leitung dem Antennenverstärker bzw. den Teilnehmern zugeführt werden.
7. Antenneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenzuleitung mittels eines transformierenden Leitungsstückes derart an den Empfangs rahmen angepaßt ist, daß die Antennenspannungen sämtlicher Empfangsbereiche über ein und dieselbe Zuleitung über- tragen werden.
8. Antenneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Empfangsrahmen ein Schirm in Form einer parallel zur Rahmenwindung verlaufenden, einseitig geerdeten, offenen Windung vorgesehen ist.
9. Antenneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der den Empfangsrahmen bildenden Windung geerdet ist.
10. Antenneneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch räumlich schräge Anordnung des Empfangsrahmens, vorzugsweise an der Innenseite der Dachfläche eines Gebäudes.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 622980, 647817;

deutsche Patentanmeldung G 6170 VIII a/21 a⁴ (bekanntgemacht am 29. 11. 1951); Funkschau, 1949, S. 170;

G. Mende, »Antennen für Rundfunk- und UKW-Empfang«, 1951, S. 29, 31, 33;

O. Limann, »Prüf fei dmeßtechnik«, Stuttgart, 1947, S. 114.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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