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Publication number: DEI0008258MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 10. Februar 1954 Bekanntgemacht am 8. März 1956Registration date: February 10, 1954. Advertised on March 8, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht eich auf eine Antennenanordnung für den Dezimeterwellenbereich, im besonderen auf einen festen Mastaufbau für eine Antennenanordnung, die aus einer Mehrzahl von Ringstrahlern besteht und als Sendeantenne hohen Gewinns für Fernsehstationen im Dezimeterwellenband benutzt wird.The invention relates to an antenna arrangement for the decimeter wave range, in particular on a fixed mast structure for one Antenna arrangement, which consists of a plurality of ring radiators and high as a transmitting antenna Profit is used for television stations in the decimeter wave band.

Für hochfrequente Übertragungssysteme, wie sie z. B. bei Frequenzmodulation oder beim Fernsehen benutzt werden, ist es wünschenswert, die Sendeantenne möglichst nur in der Horizontalen strahlen zu lassen, um an vom Sender entfernten Punkten eine große Feldstärke zu erreichen. Dies wird durch Bündelung der ausgestrahlten Energie mit Hilfe einer Anordnung von Einzelstrahlern erreicht. Da solch eine Antennenanordnung in gewisser Höhe über dem Erdboden errichtet werden muß, ist es aus praktischen Gründen erforderlich, die einzelnen Strahler möglichst klein auszulegen und sie so anzuordnen, daß der Mastaufbau ihr Strahlungsfeld nicht stört.For high-frequency transmission systems like them z. B. be used in frequency modulation or television, it is desirable to use the transmitting antenna If possible, only let it radiate in the horizontal direction, at points that are distant from the transmitter to achieve a large field strength. This is done by focusing the energy emitted with it Achieved with the help of an arrangement of individual radiators. Since such an antenna arrangement to a certain extent Must be erected at a height above the ground, for practical reasons it is necessary to design the individual radiators as small as possible and to arrange them so that the mast structure you Radiation field does not interfere.

Bisher wurden als Strahlerelemente horizontal polarisierte Ringantennen benutzt. Bei derartigen Antennen hängt der Durchmesser der Ringstrahler von der Übertragungsfrequenz ab, d. h. je höher die Frequenz ist, um so kleiner ist ihr Durchmesser. Bei Übertragung von Fernseh- oder frequenzmodulierten Signalen im niederen Frequenz- Up to now, horizontally polarized ring antennas have been used as radiator elements. With such Antennas, the diameter of the ring radiators depends on the transmission frequency, i. H. the higher the Frequency is, the smaller is its diameter. When transmitting television or frequency-modulated signals in the lower frequency

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spektrum ist der Durchmesser groß genug, um innerhalb dieses Durchmessers eine Mastkonstruktion genügender Festigkeit aufzubauen. Wird jedoch die Überträgüngsfrequenz zum Dezimeter-spectrum, the diameter is large enough to accommodate a mast construction within this diameter to build up sufficient strength. However, if the transmission frequency becomes the decimeter

. 5 Wellenbereich hin verlagert, so werden die Durch-. messer der Ringstrahler zu klein, einen selbsttragenden festen Antennenaufbau einschließen zu können. Es ist bei niedrigen Frequenzen unpraktisch, eine Anzahl Strahler übereinander anzuordnen, um so ein Antennensystem hohen Gewinns zu erhalten; in einem höheren Frequenzbereich ist diese Maßnahme jedoch erforderlich. Da' bei einem Übertragungssystem im Dezimeter-Wellenbereich aber eine Antenne mit hohem Gewinn benötigt wird, ist somit eine ausreichende Festigkeit der -Tragekoiistrüktion unbedingt notwendig. Werden die Ririgsträhl'er innerhalb des Mastaufbaus angeordnet, so wird das Strahlungsfeld der Antenne durch die vom Mast bedingte Interferenz gestört. Es wurden schon selbsttragende feste Antennenkonstrüktionen für ultrahochfrequente Ringstrahler vorgeschlagen, die das Strahlungsfeld der Antenne nicht stören. Diese Vorschläge Waren bisher jedoch ohne praktische ' Bedeutung.. 5 shifted to the wave range, the through. The ring radiator is too small to include a self-supporting, fixed antenna structure be able. It is impractical at low frequencies to arrange a number of radiators on top of each other, so as to obtain such a high-yield antenna system; in a higher frequency range however, this measure is required. Da 'with a transmission system in the decimeter wave range but a high gain antenna is needed, so is sufficient strength the carrying bag is absolutely necessary. Become the Ririgsträhl'er within the mast structure arranged, the radiation field of the antenna is caused by the interference caused by the mast disturbed. There were already fixed, self-supporting antenna structures for ultra-high frequency Proposed ring radiators that do not interfere with the radiation field of the antenna. This However, suggestions have so far been of no practical relevance.

Für ein Fernsehäntennensystem ist weiterhin eine wetterfeste Ausführung erforderlich, um die Unterhaltskosten auf ein Minimum zu reduzieren. Die einzelnen Strahler sollen bei einem solchen Aufbau phasengleich gespeist werden, um das gewünschte Strahlungsdiagramm zu erzeugen.A weatherproof design is still required for a television antenna system to ensure that the To reduce maintenance costs to a minimum. The individual radiators should be in such a Structure can be fed in phase in order to generate the desired radiation pattern.

Erfmdungsgemäß 'wird daher eine Antennenanordnung für den Dezimeterwellenbereich vorgeschlagen, die- aus'v einer . Mehrzahl horizontal polarisierter Dezimeterwellen-Ringstrahler, die vertikal in gegebenem Abstand übereinander angeordnet sind, einer Mehrzahl senkrechter Träger, von denen die Strahler umschlossen-werden, einer Mehrzahl waagerechter Querstreiben, die in bestimmten Abständen übereinander die Träger miteinander verbinden ^v.und Haltevorrichtungen für jeden Strahler besteht, wobei diese Haltevorrichtungen durch Versteifungsarme mit den Trägern verbunden und dadurch die Strahler so angeordnet sind, daß sie sidh im Raum zwischen den senkrechten Trägern und jeweils zweier benachbarter Querstreben befinden.According to the invention, therefore, an antenna arrangement for the decimeter wave range is proposed, which consists of one. Plurality of horizontally polarized decimeter ring radiator which are arranged vertically at a given distance above one another, a plurality of vertical support, of which the radiator is enclosed-be, a plurality of horizontal cross-driving, the superimposed carrier combine in certain intervals ^v .and holding devices for each emitter consists, these holding devices connected to the beams by stiffening arms and thereby the radiators are arranged in such a way that they are located in the space between the vertical beams and two adjacent cross struts.

An Hand von Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Fig. ι zeigt den gesamten erfmdungsgemäßen Antennenaufbau;Fig. Ι shows the entire inventive Antenna structure;

Fig. 2 zeigt die Ansicht eines Querschnittes in der Linie 2-2 der Fig. I;Fig. 2 is a cross-sectional view taken on line 2-2 of Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die perspektivische Ansicht der Ringstrahleranordnung nach Fig. 1;FIG. 3 shows the perspective view of the ring radiator arrangement according to FIG. 1;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung;Fig. 4 shows a further embodiment of the Invention;

Fig. 5 zeigt die Ansicht eines Querschnitts in der Linie 5-5 der Fig. 4.FIG. 5 shows a view of a cross section taken along line 5-5 of FIG. 4.

Die in Fig.' 1 und 2 gezeigte erfmdungsgemäße Antennenanordnung enthält den Mastaufbau 1, der eine Mehrzahl vertikal übereinander angeordneter, horizontal'polarisierter Strahler 2 einschließt. Der Mastaufbau besteht aus drei senkrechten Röhren 3,4 und 5, die aus einem Material hoher Festigkeit, wie z. B. Stahl, bestehen. Ihre Fußpunkte liegen auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Zur Versteifung dieser vertikalen Röhren dient eine Mehrzahl horizontal angeordneter Querstreben 6, die gesamte Mastkonstruktion kann aus einer Vielzahl gleicher Abschnitte zusammengesetzt werden.The in Fig. ' 1 and 2 according to the invention shown Antenna arrangement contains the mast structure 1, which has a plurality of vertically arranged one above the other, includes horizontally polarized radiator 2. The mast structure consists of three vertical tubes 3, 4 and 5, which are made of a high strength material, such as. B. steel exist. Your foot points are on the Corners of an equilateral triangle. A plurality are used to stiffen these vertical tubes horizontally arranged cross struts 6, the entire mast construction can be selected from a variety equal sections are put together.

Fig. ι zeigt einen solchen oberen Abschnitt, der mit 7 bezeichnet ist, und einen unteren, der mit 8 bezeichnet ist. Die verschiedenen Abschnitte sind durch Verbindungsstücke 9 miteinander gekuppelt. Dieses Verbindungsstück kann die Anpassungsglieder und notwendige Kabelverlängerungen enthalten. Die vertikalen Röhren 3, 4 und 5 können in erhöhter Position auf einem Turm 10 aufmontiert werden. Jeder Ringstrahler 2 ist innerhalb des Raumes, der von den vertikalen Röhren 3, 4 und 5 und von den horizontalen Querstreben 6 gebildet wird, angeordnet. Durch diesen Aufbau ist somit jede Möglichkeit ausgeschaltet, eine Störung des Strahlungsdiagramms der übereinander angeordneten, . horizontal polarisierten Ringstrahler durch den gesamten Antennenaufbau zu verursachen. Zusätzliche diagonale Verstrebungen 6_A können zur Versteifung der Verbindungsstücke 9 eingebaut werden.FIG. 1 shows such an upper section, which is designated by 7, and a lower section, which is designated by 8. The various sections are coupled to one another by connecting pieces 9. This connector can contain the adapters and necessary cable extensions. The vertical tubes 3, 4 and 5 can be mounted on a tower 10 in an elevated position. Each ring radiator 2 is arranged within the space which is formed by the vertical tubes 3, 4 and 5 and by the horizontal cross braces 6. This structure eliminates any possibility of disturbing the radiation pattern of the,. to cause horizontally polarized ring radiators through the entire antenna structure. Additional diagonal struts 6 _A can be installed to stiffen the connecting pieces 9.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung horizontal polarisierter Ringstrahler innerhalb eines Antennenaufbaus nach Fig. 1. Sie enthält einen dreieckigen Ringstrahler, der aus drei halben Faltdipolen 11, 12 und 13 besteht. Jedes halbe Faltdipol element enthält zwei rechteckige metallische Platten 14 und 15, die einen geringen gegenseitigen Abstand 16 voneinander aufweisen. Ein Anpassungsglied 17 verbindet das äußere Ende der Platte 14 mit dem inneren Ende der Platte 15. Die Einheiten 11, 12 und 13 werden mit Hilfe radialer Versteifungsarme 19 an einen gemeinschaftlichen Speisepunkt 18 angeschlossen. 3 shows an arrangement of horizontally polarized ring radiators within an antenna structure according to Fig. 1. It contains a triangular ring radiator, which consists of three half folded dipoles 11, 12 and 13 consists. Each half folding dipole element contains two rectangular metallic plates 14 and 15, which are a small mutual distance 16 have from each other. An adapter 17 connects the outer end of the plate 14 with the inner end of the plate 15. The units 11, 12 13 and 13 are connected to a common feed point 18 with the aid of radial stiffening arms 19.

Der Innenleiter 20 einer Speiseleitung 21 ist am Punkt 18 aufgeteilt und an das innere Ende der Platte 14 angeschlossen. Die Rückführung erfolgt über die senkrechten Röhren 1, die als Außenleiter der Energiezuführung dienen. Jeder Ringstrahler 2 ist über ein röhrenförmiges Zwischenstück 22, das mit den radialen Versteifungsarmen 19 verbunden ist, an den vertikalen Röhren 3, 4 und 5 befestigt. Die Halterung des Zwischenstückes 22 erfolgt über die Haltevorrichtungen 23 und Schellen 24 an die vertikalen Röhren. Die Haltevorrichtungen 23 liegen so zwischen den waagerechten Querstreben 6, daß der Raum, in dem sich die Strahler 2 befinden, von horizontalen oder diagonalen Verstrebungen frei ist. Damit wird eine freie Energieabstrahlung ohne Störung durch den Mastaufbau erreicht. Die Arme 23 können auch an den horizontalen Querstreben 6 befestigt werden. Auch dann muß das Zwischenstück, an dem wiederum die Ringstrahler befestigt sind, so gelagert sein, daß die Ringstrahler in eine Zone montiert werden, die nur durch die senkrechten Träger und die horizontalen Querstreben begrenzt ist.The inner conductor 20 of a feed line 21 is divided at point 18 and to the inner end of the Plate 14 attached. The return takes place via the vertical tubes 1, which act as the outer conductor serve to supply energy. Each ring radiator 2 is via a tubular intermediate piece 22, the connected to the radial stiffening arms 19, attached to the vertical tubes 3, 4 and 5. The mounting of the intermediate piece 22 takes place via the holding devices 23 and clamps 24 on the vertical tubes. The holding devices 23 are so between the horizontal cross struts 6, that the space in which the radiators 2 are located, of horizontal or diagonal struts free is. In this way, free energy radiation is achieved without interference from the mast structure. the Arms 23 can also be attached to the horizontal cross braces 6. Even then it has to Intermediate piece, to which in turn the ring radiators are attached, be mounted so that the ring radiators be mounted in a zone that is made up only by the vertical beams and the horizontal ones Cross bracing is limited.

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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Antenne enthält vertikal übereinander angeordnete horizontale Ringstrahler, die aus Gruppen zu zwölf Strahlern bestehen und parallel gespeist werden. Als günstigste Ausführung ergab sich ein Mastaufbau von 50 om Seitenlange. Dieser Aufbau reichte aus, Ringstrahler in einer Gesamt'höhe von etwa 15 m in der Vertikalen übereinander anzu-. ordnen; der Aufbau war bei dieser Hohe noch ausreichend stabil. Die Strahler sind innerhalb des Stahlaufbaues angeordnet mit einem gegenseitigen Albstand von ungefähr einer Wellenlänge. Die senkrechten Träger haben einen Durchmesser von etwa 4 cm. Die horizontalen Querstreben haben eine Breite von etwa 10 cm. Ein solches Antennensystem widersteht noch Winden großer Geschwindigkeit ohne zusätzliche Verstrebungen; so widersteht z.B. ein Antennenaufibau von 15m Höhe Windgeschwindigkeiten von 165 km/Std. Die Schwankungen anOne embodiment of such an antenna includes horizontal ones arranged vertically one above the other Ring emitters, which consist of groups of twelve emitters and are fed in parallel. The most favorable design turned out to be a mast structure of 50 om sides. This structure was sufficient to mount ring radiators at a total height of about 15 m vertically one above the other. put in order; the structure was still sufficient at this height stable. The radiators are arranged within the steel structure with a mutual Al distance of about one wavelength. The vertical Beams are approximately 4 cm in diameter. The horizontal cross braces have a Width of about 10 cm. Such an antenna system can withstand high speed winds without additional struts; For example, an antenna construction 15m high can withstand wind speeds of 165 km / h The fluctuations

ao der Spitze sind'nicht größer als 7,5 bis 10 cm.The tip is no larger than 7.5 to 10 cm.

Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennenanordnung. Die Mastanordnung 25 enthält vier senkrechte Träger 26, 27, 28 und 29, die an den Eckpunkten eines Quadrates aufgerichtet sind. Horizontale Querstreben 30 verbinden diese Träger fest miteinander. In ähnlicher Anordnung, wie Fig. 1 zeigt, sind die Ringsträhler 3 zwischen den verschiedenen Querstreben 30 angeordnet; ihr gegenseitiger Abstand beträgt eine Wellenlänge. Zur 'weiteren Versteifung können diagonale Streben 32 zwischen den Armen 30 montiert werden. Die Verwendung von vier senkrechten Trägern ermöglicht eine größere Querschnittsfläohe und somit die Verwendung hori-4 and 5 show a further embodiment of the antenna arrangement according to the invention. The mast assembly 25 includes four vertical supports 26, 27, 28 and 29, which are at the corner points of a square are erected. Horizontal cross struts 30 firmly connect these carriers to one another. In a similar arrangement, as shown in FIG. 1, the Ringsträhler 3 are between the different Transverse struts 30 arranged; their mutual distance is one wavelength. For 'further stiffening Diagonal struts 32 can be mounted between the arms 30. The use of four vertical beams enables a larger cross-sectional area and thus the use of horizontal

zontal polarisierter Strahler, größeren Durchmessers. Jeder zur Abstrahlung von Dezimeterwellenenergie geeignete Rundstrahler kann in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Mastaufbau verwendet werden. Die einzelnen Strahler können zum Schutz gegen Witterungseinflüsse mit einem Schutzgehäuse umgeben werden.zontally polarized radiator, larger diameter. Each to emit decimeter wave energy suitable omnidirectional radiators can be used in combination with the mast structure according to the invention. The individual emitters can Enclosed with a protective housing to protect against the effects of the weather.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Indoor arrangement for the decimeter wave range, characterized in that it consists of a plurality of horizontally polarized decimeter wave ring radiators vertically in are arranged one above the other at a given distance, a plurality of vertical supports, of which the radiators are enclosed, a plurality of horizontal cross braces, which in certain Connect the vertical supports with each other at a distance above each other and there are holding devices for each radiator, and that these holding devices are connected to the vertical supports by stiffening arms are connected in such a way that the radiators in the space between the vertical beams and two adjacent cross struts are located.

2. Antenna arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the vertical supports at the corner points of an equilateral triangle to be erected.

3. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that the vertical support be erected at the corner points of a square.

4. Antenna arrangement according spoke 1, characterized in that an adapter in the middle of the vertical support is included and the radiator elements over the same cable lengths are connected to this adapter.

5. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that each radiator with an axially arranged holding device is connected, which in turn with the help of radial stiffening arms and clamps are attached to the vertical beams.

6. Antenna arrangement according to claim 5, characterized in that 'that three radial stiffening arms are provided, which with the on the vertices of a triangle erected vertical beams are firmly connected.

7. ring radiator element for an antenna arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that that there are three flat, smooth, two-part surfaces, both of which have little Distance on the inner edges face each other, and each one transformation element that with is connected to these surfaces.

8. ring radiator element according to spoke 7, characterized in that the transformation element consists of a metallic strip at a distance from the radiating surface, whose one end angled with one radiator part, and the other end, also angled, is connected to the other part of the radiator.

Referred publications:
U.S. Patent No. 2618,746.

1 sheet of drawings