DK162667B - Kappeboelgespaerrer - Google Patents

Description

-1- DK 162667 B

Den foreliggende opfindelse angår en kappebølgespærrer af den i krav l's indledning angivne art. Ved sådanne kendte antenner tjener koaksialkablets tilslutnings- eller endestykke på grund af sit nedhæng som såkaldt "vandsæk" for at hindre 5 indtrængning af vand i kabeltilslutningsdåsen. Den med endestykket sammenhængende del af kablet har lille afstand til bæredelen fordi den er fastgjort til bæredelen ved hjælp af en plastbøjle. Denne anbringelse af koaksialkablet tjener således alene mekaniske formål.

10 Sådanne antenners tilslutningsdipol er udformet enten som udstrakt eller foldet halvbølgedipol eller som udstrakt helbøl-gedipol. I de fleste tilfælde er koaksialkablet ikke tilsluttet direkte men via et symmetriled, hvorhos man i dag foretrækker smalbåndede udførelser, især på grund af de sammenlignet med 15 kendte bredbåndsløsninger væsentligt lavere tab.

Afhængigt af tilslutningsdipolens tilslutningsimpedans væl-. ges herved et symmetriled med eller uden impedanstransformation.

De mest anvendte udførelser uden impedanstransformation er en kvartbølge spærrekop og et Pawsey-symmetriled (se eksempelvis B.K. 20 Rothammel, "Antennebuch", Telekosmos-Verlag, Francksohe, Ver- lagsbuchhandlung, Stuttgart, 1981, side 124 og 125), hvor endestykket på et koaksialkabel er omgivet af en kvartbølgespærrekop eller parallelforbundet med et for enden kort sluttet koaksial-kabelstykke, der også er afstemt til kvartbølgeresonans. Disse 25 symmetriled er bekostelige, da spærrekoppen eller kabelstykket ved den kortsluttede ende skal forbindes med det koaksiale tilslutningskabels yderleder og det derfor er nødvendigt at foretage særlig aftætning af dette sted for at hindre korrosion af yderlederen og indtrængning af fugtighed, som ville forringe 30 kablets elektriske værdier og måske gøre det ubrugeligt.

I praksis benyttes derfor oftest et tilpasningsled i form af en halvbølgeledning ved antenner med en udstrakt helbølge-dipol eller en ‘foldet halvbølgedipol, hvis tilslutningsimpedans på omkring 300 XL henholdsvis 24o CL omsættes til tilslutnings-35 kablets impedans på 75 henholdsvis 6o

- 2 - DK 162667 B

yed disse smalbåndede tilpasningsled optræder imidlertid ved grænserne for UHF-områderne IV/V i forhold til båndmidte fasedifferenser på op til 4o°. Ved fra kablets resonansfrekvens afvigende driftsfrekvenser tilføres koaksialkablet derfor ikke 5 kun den ved modtaktmagnetisering af dipolen frembragte nyttebølge, men også ved medtaktmagnetisering af dipolen opstående med-taktstrømme. Disse flyder som såkaldte kappebølger på koaksial-kablets yderleder og dele af den metalliske bæredel og antennens mast, som anden leder. Derved forringes antennens retningsfor-10 stærkningsfaktor og dens retningskarakteristik påvirkes væsentligt. Hovedmodtagelsesretningen kan afvige op til omkring 2o° fra det teoretiske (antennen "skeler")/ side- og bagsløjfer bliver større og nulstillingsdæmningen især i retningen vinkelret på hovedretningen mindre. På grund af frekvensafhængige 15 svingninger i medtaktsstrømmen kan der endvidere opstå uregelmæssigheder i den frekvensafhængige forstærkningskurve for nyttebølgen.

Formålet med opfindelsen er at anvise en bølgeskærm af den omhandlede art som på enkel og billig måde undertrykker medtakts-20 strømme i hele driftsfrekvensområdet uden ledende forbindelse til koaksialkablets yderleder.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning.

Opbygningen af den anviste bølgeskærm sker således uden 25 særlige, ikke ellers for antennen nødvendige dele og er derfor meget billig. Desuden etableres bølgeskærmen uden ledende forbindelse til kablets yderleder, således at denne forbliver beskyttet mod korrosion.

Ved den fordelagtige anvendelse af bølgeskærmen ifølge 30 opfindelsen til en UHF-modtageantenne med en bredbånds helbølge-dipol er denne forsynet med et tilpasningsled, foretrukket en halvbølgeleder til at transformere dipolens tilslutningsimpedans på omkring 3oo Ohm om til koaksialkablets bølgemodstand på omkring 75 Ohm.

35 Ved en i praksis afprøvet bølgeskærm ifølge opfindelsen for en UHF-fjernsynsmodtageantenne har koaksialkablets endestykke for kappebølgen en bølgemodstand Z ^ af størrelsesordenen 3oo Ohm.

~3' DK 162667 B

Når der ved dens ende virker en modstand R^ på omkring lo Ohm, opstår der ved kabelenden for resonansfrekvensen efter udtrykket

Rml * Rm2 = Zml en modstand Rmlpå omtrent 9K Ohm, der er mere end hundrede gange så stor som den .transformerede dipoltilslut-5 ningsmodstand (7,5 Ohm). På grund af den store bølgemodstand Zml transformerende kabelstykke opnås også ved grænserne af et bredt frekvensområde en stor, kappebølgen tilstrækkeligt spærrende modstand.

Koaksialkablets yderleder udgør inde i metalbøjlen inder-j^q leder i et koaksialt kabelstykke, hvis yderleder er metalbøjlen og hvis dielektrikum er isoleringshylsteret. Dette kabelstykke har ,ved for antenner anvendte koaksialkablet med en yderleder-diameter på omkring 5mm, en bølgemodstand Z^ på omkring lo Ohm og en lille dæmpning, da det er meget kort. Ved dets ende følger for kappebølger atter en ledning med høj bølgemodstand, da yderlederen er anbragt i stor afstand fra antennebæredelen og -masten eller er indtrukket i masten med stor indvendig diameter. Modstanden R ^ ved enden af kabelstykket inde i metalbøjlen er ubestemt idet den afhænger af kabelføringen. Den er 2Q imidlertid selv under ugunstige forhold større end lo Ohm da den følgende ledning har en stor bølgemodstand og en væsentlig dæmning på grund af udstråling og tab i antennemasten. Modstanden R^ ved begyndelsen af bøjlekabelstykker er derfor ved resonansfrekvensen mindre end lo Ohm og ved grænserne af et meget 25 bredt frekvensområde tilsvarende mindre. Af disse årsager er længden af de to transformerende kabelstykker og den deraf betingede størrelse for resonansfrekvensen ikke kritisk:

Resonansfrekvensen for den som tilpasningsled anvendelige halvbølgeleder ligger for det meste lidt under den øvre grænse-frekvens for driftsfrekvensområdet således at den der optrædende største værdi for antenneforstærkningen bliver så stor som muligt. Derved skal længden af de to transformerende ledningsstykker dimensioneres på en sådan måde, at indgangsmodstanden på koaksialkablet i den nedre del af driftsfrekvensområdet er stor. Den af ledningsstykkernes længde beregnelige resonansfrekvens kan også 35

'4' DK 162667 B

.ligge under driftsfrekvensområdets nedre grænsefrekvens da dele af disse ledningsstykker kompenserer kapacitive komponenter af den ved enden virksomme modstand, og den tilstræbte virkning opnås i et meget bredt frekvensområde. Dette gælder ikke alene 5 forbedringen i retningskarakteristik, men også afhjælpningen af de tidligere nævnte uregelmæssigheder i forstærkningens frekvensgang i den nedre del af driftsfrekvensområdet. X dette kan også opnås en forøget antenneforstærkning, da en også heraf tilstrækkelig modstandstilpasning mellem antenne og koaksialkabel kan 10 opnås.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig.l viser en del af en antenne set fra siden og med en bølgeskærm ifølge opfindelsen, fig.2 et snit langs linien 2-2 i fig.l, fig.3 en del af en anden antenne set fra siden og med en anden udførelsesform for bølgefefcærmen,og fig.4 et snit langs linien 4-4 i fig.3.

2q I fig.l og 2 er vist en del af en metallisk bæredel 3 i form af en arm til hvilken en modtagedipol 1, med kabeltilslutningsdåse 2 samt ikke viste direktorer og reflektorer er fastgjort. Ved hjælp af en selvskærende skrue 4 er til armen 3 fastgjort en metalbøjle 5 med to indbyrdes symmetriske, __ fjedrende ben 6. Den mellem benene 6 afgrænsede spalte eller 2b langsgående slids 7 har en bredde, som er mindre end diameteren af et gennem slidsen i bøjlen 5 indtrykket koaksialkabel 8, hvis yderleder 9 er omgivet af et ydre isoleringshylster lo.

Koaksialkablets 8 endestykke 11 har mellem den ikke viste forbindelse til en symmetrioverdrager i kabeltilslutningsdåsen 2 og bøjlen 5 stor afstand til den metalliske bæredel 3.

Endestykket 11 og metalbøjlen 5 har hver for sig længder ved hvilke der .opnås en meget stor indgangsmodstand for kappebølgen i driftsfrekvensområdet.

Ved den i fig.3 og 4 viste udførelsesform er bølgeskærmen 12 fastgjort på en bærearm 13 for en ikke vist reflektorskærm.

DK 162667 B

Ved hjælp af tværgående slidser 15 er bøjlen 12 delt i fjedrende klemmer 16 og 17. Bredden af længdeslidsen 18 gennem hvilken koaksialkablet 8 indtrykkes i bøjlen er ved de smalle klemmer 16 mindre end kablets 8 yderdiameter og ved de bredere klemmer 17 5 omtrent lig med kablets 8 yderdiameter for at lette indtryknin-gen af kablet 8.

Længderne af endestykket 19 og metalbøjlen 12 dimensioneres som nævnt i forbindelse med den i fig.l og 2 viste udførelsesform.

10 15 20 25 1 35

Claims (5)

1. Kappebølgespærrer for en i et arbejdsfrekvensområde 5 arbejdende symmetrisk, antenne med en tilslutningsdipol og et dertil direkte eller via et smalbåndet symmetriled forbundet koaksialkabel med et ydre isoleringshylster, fortrinsvis til fjernsynsmodtagelse i hele UHF-området (470-790 MHz), og hvor det mod dipolen vendte endestykke (11,19) af koaksialkablet 10 (8 ) er ført i stor afstand fra en metallisk bæredel (3,13) medens en med endestykket (11,19) sammenhængende del af koaksialkablet (8) er ført i ringe afstand fra nævnte bæredel (3, 13. kendetegnet ved, at den i ringe afstand fra den metalliske bæredel (3,13) førte del af koaksialkablet er omgivet af en metalbøjle (5,12), og at længden af endestykket (11,19) og af den af bøjlen (5,12) omgivne del af koaksialkablet (8) hver svarer til en kvart bølgelængde i arbejdsfre-kvensområdet.

2. Kappebølgespærrer ifølge krav 1 for en YAGI-antenne 2Q med over en halvbølgeleder forbundet tilslutningsdipol kendetegnet ved, at længden af endestykket (11,19) og af den af bøjlen (5,12) omgivne del af koaksialkablet (8) udgør omtrent en kvartbølgelængde i nærheden af arbejdsfrekvensområ-dets nederste grænse.

3. Kappebølgespærrer ifølge krav 1 eller 2 k ende-tegnet ved, at der mellem to fjedrende ben (6) i metalbøjlen (5) findes en langsgående slids (7), hvori koaksialkablet (8) kan indtrykkes.

4. Kappebølgespærrer ifølge krav 1 eller 2 k e n d e -tegnet ved, at der mellem metalbøjlen (12) og bæredelen (13) findes en langsgående slids (18), hvori koaksialkablet (8) kan indtrykkes.

5. Kappebølgespærrer ifølge krav 1-4 kendetegnet ved at metalbøjlen (12) har flere af tværgående slidser (15) indbyrdes adskilte klemmer (16,17) af hvilke en del (16) ligger 35 an under tryk mod det monterede koaksialkabel (8),