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Publication number: DEC0008973MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 2. März 1954 Bekanntgemacht am 20. September 1956Registration date: March 2, 1954. Advertised on September 20, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The invention relates to a directional antenna, which consists of a V-shaped two-surface reflector · and from one in, whose, halving level arranged and in relation to the one perpendicular to this, antenna center plane symmetrical, formed, dipole. In antennas of this type, which are connected to a rod dipole in the wireless! Nadirectional transmission technology ongoing, bandwidth is one increasing function, the transverse dimensions, dos Dipole and, when transverse dimensions are small compared to the length of the legs, the dipole falls always smaller from there, a considerable increase bandwidth leads to an antenna that takes up too much space. The upper limit of this Ratio between the upper and lower frequencies emitted by such an antenna is in; of the order of 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, dieThe invention is based on the object of providing an antenna with a V-shaped two-surface reflector to create in which the dipole provided in the halftone plane through its special Design to achieve a wide passage belt, z. B. in the range of an octave, enables. For this purpose, the dipole designed symmetrically to the center plane, the antenna, is according to the invention from two in, the halving plane of the V-shaped. Reflector lying, one right-angled each Trapezoidal panels, formed that

609 619/293609 619/293

C 8973 VIII al21 a⁴ C 8973 VIII al21 a ⁴

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 zueach other with their perpendicular to the trapezoidal base lines. Edges are facing, which are parallel and close to the reflector half plane directed transversely. Antenna center planes run while the two, trapezoidal lines, and their distance at of each plate are dimensioned so that the extension of the trapezoidal diagonal Kanite the common edge of the two planes, the V-shaped reflector in the same point as the extension of the to

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.ίο the baseline intersects the vertical trapezoidal edge. The lengths of the small and large baselines of each trapezoidal plate are preferred close to a quarter of the frequency band to be transmitted, the largest and the smallest. frequency corresponding wavelength selected.

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,. The drawing illustrates the directional antenna, according to the invention, for example in several versions. Fig. Ι and 2 show the previously common design of an antenna with a V-shape two-surface reflector schematically, in diagrammatic form Representation and in section after the halving plane of the reflector, Fig. 3 and 4 give a Antenna designed according to the invention also in the diagram, and in section along the reflector half plane again. Fig. 5 a, 5 b ', Sc and 5 d let one of the two plates of the radiation element according to the invention in. Different embodiments in, recognize side view.

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.The antenna of the usual type shown in Fig. 1 consists of a rod dipole 5, which is fed by a line 4 directed perpendicular to it, and a reflector 6, which by a. V-shaped structure of parallel rods 3 welded in their middle to two perpendicular rods 2 is given. The dimensions of the antenna are determined by what can be seen in Fig. 2. Halved section of the antenna, in which L denotes the ¹ length of the reflector surfaces and in which, on the order of a few, is wavelengths and / the mutual distance of less than a tenth of the wavelength and H denotes the length of the rods 3, while 6 "denotes the Distance of the dipole 5 from the edge of the V-shaped reflector 6 and h is the length of each dipole leg.

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 RichtwirkungThe entrance impedance Z of the antenna is, in general, a complex quantity, and its real and imaginary values: are a function of the dimensions vS ¹ and! H. The maximum directivity

der Antenne wird für einen einem Viertel der Wellenlänge λ nahe kommenden Wert S erreicht, und, die Impedanz Z bestimmt sich in diesem Fall zuof the antenna is reached for a value S approaching a quarter of the wavelength λ , and the impedance Z is determined in this case

Z= R(S) + JX (h).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.If 2h is practically equal to λ / 2 , that is, if the dipole 5 is in the vicinity of the resonance, the impedance Z becomes real, and one then has the most favorable conditions for the satisfactory operation of the antenna and for the simplification of this problem, the Matching between dipole and feed line.

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 order for an antenna of this type to have a wide Pass-band, to achieve, one sets after, the invention in one and the same: antenna that the different wavelengths of the frequency band to be transmitted, dipoles next to each other, whereby one, the replacement of the dipole according to Fig. ι and 2 by those shown in Fig. 3 and 4 can be seen trapezoidal. Plates 11 received, which in the half plane: the V-shaped, consisting of the parallel eggs, rods, 3 and the rods, 2 Reflector lie, and form the two halves of a flat dipole, which have two plates 11, each the shape of a rectangular. Trapezoid and are symmetrical with respect to the plane of the halves of the Reflector 2, 3 arranged vertical center plane of the antenna, and the two parallel, edges 12 of the plates run close to the antenna center plane and cut the edge of the V-shaped reflector 2, 3 at the same point as the one speaking! Trapezoidal bevels.

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.In Fig. 4, which shows the halved section of the antenna according to Fig. 3, S ₁ and S ₂ denote the distances! the short and the long. Baselines of the trapezoidal, plates 11 from the edge of the V-shaped reflector and Zt ₁ and A ₂ -the sizes, the short and, the long, trapezoidal baselines, If X _ril and, λ _{Μ are} those corresponding to the cutoff frequencies of the emitted band of the antenna Minimum and maximum wavelengths are, result, which are advantageous system operating conditions with regard to the directional effect of the antenna andi with regard to the simplification of the adaptation between antenna and feed line, if, on the one hand S ₁ and k _m / 4 and H ₁ and on the other hand S ₂ and '95 A _m / ₄ and Zi _{2 are} practically the same.

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.The parallel edges 12 of the plates 11 must be made thin by sharpening the plate cross-section in order to adapt to. the feed line ^{1 has} a high impedance. receive. The feed line 4 of the antenna is with these. Edges 12 on. any two symmetrical points connected.

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.The dipole plates 11 can, according to Fig. 5 a Ordinary sheet metal can be cut in the shape of a right-angled, trapezoid, or according to Fig. 5b consist of stretched metallic wire mesh with a rectangular trapezoidal outline. They can also be made from parallel lines according to FIG. 5 c Pipes, be composed, of which: the two, outermost; the short and long baseline of a right-angled] trapezoid, and those at their two ends to two more, the two other pipes representing trapezoidal sides are welded and between them one less than one tenth of the wavelength; keep your distance. As Fig. S d shows, the dipole can also be composed of two slotted, metal plates, in which the columns to each other. and to Edge of the V-shaped reflector are directed parallel.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Directional antenna with inside, a V-shaped two-sided, reflector in, its halving plane arranged and with respect to the

619/293

C 8973 VIII a/21a*C 8973 VIII a / 21a *

This vertical antenna center plane symmetrically formed dipole, characterized in that this consists of two in the halving plane of the reflector (2, 3) lying, each representing a right-angled trapezoid, plates, (11) consists of each other with their to the. Tra, -special baselines, perpendicular, facing canton (12), which are parallel and close to the center plane of the antenna run-while the two trapezoidal baselines and, their spacing, at each Plate (11) are dimensioned so that the extension the Tra.pezsch.ragkan.tie the common Edge of the two planes of the V-shaped reflector (2, 3) in the same. Point like that Extension of the trapezoidal edge (12) perpendicular to the baselines intersects, with the lengths the small and the large baseline of each plate (11) preferably close to a quarter the largest and the smallest in the frequency band to be transmitted. frequency appropriate; Wavelength are selected (Fig. 3 and 4).

2. Directional antenna according to claim 1, characterized characterized in that the trapezoidal plates

(11) are provided with slots which are parallel to the edge of the reflector (2, 3) (Fig. 5d).

3. Directional antenna according to claim 1, characterized in that the trapezoidal plates (11) formed from tubes parallel to the edge of the reflector (2, 3): are, the ends of which with two the connecting straight lines between the two, paralleileni trapezoidal baselines; are welded, and the tubes between, themselves a distance less than one-tenth the length of the shortest transmitted wave adhere to (Fig. 5 c).

4. Directional antenna according to claim 1, characterized characterized in that the trapezoidal plates (11) made of stretched metallic wire mesh exist (Fig. 5 b).

Considered publications:
"The ARRW Antenna Book," 1949, edited by. The American, Radio Relay League Inc., West Hartford, Connecticut, pp. 212, Figs. 9, 19; Der Fernmelde-Ingenieur, magazine for training and, advanced training, H. 1, April 1951, p. 19.

1 sheet of drawings