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Publication number: DEC0008973MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 2. März 1954 Bekanntgemacht am 20. September 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Riehtantenne, die aus einem V-förmig zweiflächigen, Reflektor· und aus einem in, dessen, Hälftungsebene angeordneten und biezüglich, der zu dieser senkrechten, Antennenmittelebene symmetrisch, ausgebildeten, Dipol besteht. Bei Antennen, dieser Art, die mit einem Stabdipol in der drahtlosen! Nadirichtenübermittlungstechniik laufend, verwendet werden, ist die Bandbreite eine wachsende Funktion, der Querabmessungen, dos 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 dies 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 Halftungsebene 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 Antennie gestaltete Dipol erfindungsgemäß aus zwei in, der Hälftungsebene des V-förmigen. Reflektors liegenden, je ein rechtwinkliges Trapez darstellenden Platten, gebildet, die

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einander mit ihren zu den TrapezgrundlinJeni senkrechten. Kanten zugekehrt sind, die parallel und nahe der zur Refiektorhälftungsebene quer gerichteten. Antennenmittelebene 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-förmigem Reflektors in dem gleichen Punkt wie die Verlängerung der zu

ίο den Grundlinien senkrechten Trapezkante schneidet. Die Längen der kleinen, und der großen Grundlinie jeder trapezförmigen Platte werden vorzugsweise nahe einem Viertel der bei dem zu übertragenden Frequenzband, der größten und der kleinsten. Frequenz 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 der Hälftungsebene des Reflektors, Abb. 3 und 4 geben eine erfmdungsgemäß ausgebildete Antenne ebenfalls im Schaubild, und im Schnitt nach der Reflektorhälftungsebene wieder. Abb. 5 a, 5 b', Sc und 5 d lassen eine der beiden Platten des Strahlungsellementes 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 die¹ Länge der Renektorflächen bezeichnet und in, der Größenordnung von einigen, Wellenlängen ist und / den weniger als ein Zehntel der Wellenlänge betragenden, gegenseitigen Abstand und H die Länge der Stäbe 3 bedeutet, während 6" die Entfernung des Dipols 5 von der Kante des V-förmigen Reflektors 6 und h die Länge jedes Dipolschenkels ist.

Die Eintrittsimpedaniz Z der Antenne ist im allgemeinen, eine komplexe Größe, und, ihre reellen und imaginären Werte: sind eine Funktion der Abmessungen vS¹ und! h. Die maximale Richtwirkung

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

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

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

Um bei einer Antenne dieser Art ein breites Durchgangsband, zu erreichen, setzt man nach, der Erfindung in einer und derselben: Antenne die den verschiedenen Wellenlängen des zu übertragenden Frequenzbandes entsprechenden, Dipole nebeneinander, 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 Hälftungsebene: des V-förmigen, aus den parall eiern, 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 Antennenmittelebene und schneiden die Kante des V-förmigen Reflektors 2, 3 in dem gleichen Punkt wie die, ent- sprechenden! Trapezschrägkanten.

In der dem 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 Zt₁ und A₂-die Größen, der kurzen und, der langen, Trapezgrundlinien, Wenn X_ril 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 vorteilhaftes tem Betriebsbedingungen,, wenn, einerseits S₁ und k_m/4 und H₁ sowie andererseits S₂ und '95 A_m/₄ und Zi₂ praktisch einander gleich sind.

Die parallelen Kanten 12 der Platten 11 müssen durch Zuschärfung des Plattenquerschnittes dünn ausgeführt sein, um zwecks Anpassung an. die Speiseleitung¹ eine hohe Impedanz zu. erhalten. Die Speiseleitung 4 der Antenne ist mit diesen. Kanten 12 an. zwei beliebigen symmetrischen, Punkten, ver- · bunden.

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 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

PATENTANSPRÜCHE:

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

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dieser senkrechten Antennenmittelebene symmetrisch ausgebildetem 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 den. Tra,-pezgrundliniien, senkrechten, Kanton (12) zugekehrt sind,, die parallel und nahe der Antennenmittelebene verlaufen-, während die beiden Trapezgrundlinien und, ihr Abstand, bei jeder Platte (11) so bemessen, sind, daß die Verlängerung der Tra.pezsch.ragkan.tie 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. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trapezförmigen Platten

(11) mit Schlitzen, die zur Kante des Reflektors (2, 3) parallel liegen, versehen sind (Abb. 5d).
3. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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, paralleileni Trapezgrundlinien; darstellenden Röhren verschweißt, sind und die zwischen, sich einen unter einem Zehntel der Länge der kürzesten ausgestrahlten, Welle liegenden Abstand einhalten (Abb. 5 c).
4. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trapezförmigen Platten, (11) aus ausgespanntem metallischem Drahtnetz bestehen (Abb. 5 b).

In Betracht gezogene Druckschriften:
»The A. R. R.W. 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