EP0709913B1 - Dipole feeding arrangement - Google Patents
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- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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- H01Q21/062—Two dimensional planar arrays using dipole aerials
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0075—Stripline fed arrays
- H01Q21/0081—Stripline fed arrays using suspended striplines
Definitions
- the invention relates to an arrangement for symmetrical dining or several dipoles arranged in front of a reflector surface over one unbalanced stripline.
- Balancing transformer can be manufactured using stripline technology, whereby the Center conductor of the unbalanced stripline between two at a distance stripline pairs arranged from one another is routed in the middle (British Patent specification GB 2089135 A, Fig. 2).
- This central conductor strip ends between the second pair of strip conductors without connection, the symmetrical away from it Stripline leading to the dipoles is with the top stripline of the first Stripline pair and the lower stripline of the second Stripline pair connected.
- the feed arrangement according to the invention is a galvanic electrically conductive contact between the Stripline of the asymmetrical stripline and the dipole is superfluous, the stripline ends without a connection.
- the two dipole halves are over connection strips only with the two additional ones at an axial distance insulated from each other on the conductor strips
- Conductor parts galvanically connected and these parts can therefore very easy and cheap by punching and bending be made from a piece of sheet metal, additional galvanic joints by soldering, screwing or the like become superfluous.
- An inventive Dining arrangement is therefore not only very simple and inexpensive to manufacture, but also extremely reliable, failure due to bad contacts is impossible.
- the feed arrangement according to the invention is suitable also suitable for feeding from several to groups summarized dipoles, e.g. to increase the Antenna gain can be used.
- Fig. 1 shows a perspective view of an inventive Feed arrangement
- Fig. 2 shows the associated Cross-section along the section line I-I.
- Fig. 1 shows one consisting of two dipole halves 1 and 2 Dipole in the shown embodiment is designed as a half-wave dipole. This dipole could also be designed as a full-wave dipole, the two Dipole halves 1, 2 can also have different lengths have and have any cross-sectional shape.
- This two dipole halves 1, 2 are at a distance 3 before one for the sake of clarity only fragmentary in Fig. 1 shown reflector surface 4 arranged.
- the two dipole halves 1, 2 are at the upper ends of two spaced apart and parallel to each other arranged terminal strips 5, 6 attached by an opening 7 of the reflector 4 up to the rear extend and the symmetrical feed line for form the dipole 1, 2.
- the terminal strips 5, 6 are preferably in one piece with the dipole halves 1, 2 punched out and bent into a piece of sheet metal. Which opposite conductor surfaces of these two connection strips 5, 6 and their distance is chosen so that about the wave resistance thus formed between the two dipole halves 1, 2 existing dipole impedance on one of their connection ends ending behind the reflector desired output impedance transformed becomes.
- On the connecting strips 5, 6 can for this purpose over part or all of the length Sheet metal bends can be provided for an extended To reach the range of the impedance transformation.
- connection to the transmitter or receiver is made in the exemplary embodiment shown via a strip line, which in the further course into another type of line, e.g. a coaxial cable.
- the stripline is paralleled by a distance between the reflector surface 4 and one parallel to the reflector arranged rear wall 30, for example a supporting mast guided strip line 8 formed.
- On this stripline 8 are two U-shaped in cross section Conductor parts 9 and 10 placed so that they according to the sectional view of FIG. 2, a distance on all sides own of the stripline 8.
- the strip conductor 8 are the two conductor parts 9, 10 immediately below the opening 7 of the reflector 4 arranged at a distance 11 from each other.
- each ⁇ / 4 chosen so that their Impedance to that due to the balanced line 5, 6 transformed dipole impedance is high.
- reflector surface 4 or rear wall 30 formed a kind of pot circle.
- the U-shaped curved conductor parts 9, 10 with their Connection flanges 14, 14 ', 15, 15', the branches branching therefrom Terminal strips 5, 6 and the dipole halves 1, 2 are preferably cut in one piece from sheet metal and bent accordingly, they will be including the Dipole halves 1, 2 through the flange fastenings 14, 14 ', 15, 15 'on the reflector 4 or the rear wall 30 mechanically held. If necessary, the conductor strip 8 mechanically by means of one or more dielectric supports be supported, otherwise all parts are in theirs predetermined distance from each other electrically by air isolated.
- the width 17 of the U-legs of the two conductor parts 9, 10, their mutual distance 18 and the width and thickness of the strip line 8 and also the axial length of the Conductor parts 9, 10 are chosen so that the determined wave resistance and the resulting frequency-dependent impedance on the two conductor parts High frequency currents - indicated by the current arrows 19 and 20 - are forced on the opposite Junction points 12, 13 of the connecting strips 5, 6 of the Dipole feed line are each the same size, so that on the connecting strips 5, 6 correspondingly the same size opposite phase feed currents 23, 24 and thus corresponding equally large rectified currents 25, 26 on the Dipole halves 1, 2 flow.
- the stripline 8 If on the side opposite the reflector 4 the stripline 8 no additional rear wall 30 as Partial return line is provided, the lower U-legs of the conductor parts 9, 10 are omitted, the conductor parts are then only narrow strips of metal that arranged between reflector 4 and stripline 8 are and at their ends with the connecting strips 5, 6th or via the bends 14, 15 with the reflector 4 are connected.
- omnidirectional antennas can also be used be built, where also lateral reflector surfaces are provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum symmetrischen Speisen eines oder mehrerer im Abstand vor einer Reflektorfläche angeordneten Dipole über eine unsymmetrische Streifenleitung.The invention relates to an arrangement for symmetrical dining or several dipoles arranged in front of a reflector surface over one unbalanced stripline.
Bei den bisher üblichen Speiseanordnungen besteht galvanischer Kontakt zwischen dem Innenleiter der unsymmetrischen Speiseleitung und der einen Dipolhälfte, selbst wenn die Speiseleitung als unsymmetrische Streifenleitung ausgebildet ist. Die Herstellung eines langfristig zuverlässigen galvanischen Kontaktes erfordert bei Antennen einen gewissen Aufwand, solche Kontaktstellen sind selbst bei sorgfältiger Verarbeitung bei langjährigem Einsatz häufig eine Ausfallursache.In the usual feed arrangements there is galvanic contact between the inner conductor of the unbalanced feed line and one dipole half, itself if the feed line is designed as an asymmetrical strip line. The Establishing a long-term reliable galvanic contact requires Antennas a certain amount of work, such contact points are even more careful Processing with many years of use is often a cause of failure.
Es ist auch schon bekannt, solche Dipole unter Zwischenschaltung eines Symmetrierübertrage (Balun) über eine unsymmetrische Streifenleitung zu speisen (britische Patentschrift GB 2089135 A, US-Patentschriften US 4755775 und US 2327418). Dieser Symmetrierübertrager kann in Streifenleitungstechnik hergestellt werden, wobei der Mittelleiter der unsymmetrischen Streifenleitung zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Streifenleitungspaaren mittig geführt wird (britische Patentschrift GB 2089135 A, Fig. 2). Dieser Mittelleiterstreifen endet zwischen dem zweiten Streifenleiterpaar anschlußfrei, die davon weggeführte symmetrische Streifenleitung, die zu den Dipolen führt, ist mit der oberen Streifenleitung des ersten Streifenleitungspaares und der unteren Streifenleitung des zweiten Streifenleitungspaares verbunden.It is also known to insert such dipoles Balancing transmission to feed via an asymmetrical stripline (British patent GB 2089135 A, US patents US 4755775 and US 2327418). This Balancing transformer can be manufactured using stripline technology, whereby the Center conductor of the unbalanced stripline between two at a distance stripline pairs arranged from one another is routed in the middle (British Patent specification GB 2089135 A, Fig. 2). This central conductor strip ends between the second pair of strip conductors without connection, the symmetrical away from it Stripline leading to the dipoles is with the top stripline of the first Stripline pair and the lower stripline of the second Stripline pair connected.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Speiseanordnung zum unsymmetrischen Speisen von Dipolen aufzuzeigen, die vor einer Reflektorfläche angeordnet sind und bei der trotzdem die erwähnten unzuverlässigen Kontaktstellen vermieden sind. It is therefore an object of the invention to provide an unbalanced feed arrangement To show dishes of dipoles, which are arranged in front of a reflector surface and in which the unreliable contact points mentioned are avoided.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Speiseanordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This task is based on a food arrangement according to the preamble of Main claim solved by its characteristic features. advantageous Further training results from the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Speiseanordnung ist ein galvanischer elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Streifenleiter der unsymmetrischen Streifenleitung und dem Dipol überflüssig, der Streifenleiter endet anschlußfrei. Die beiden Dipolhälften sind über Anschlußstreifen nur mit den beiden zusätzlichen im axialen Abstand voneinander isoliert auf den Leiterstreifen aufgesetzten Leiterteilen galvanisch verbunden und diese Teile können daher sehr einfach und billig durch Stanzen und Biegen aus einem Blechstück hergestellt werden, zusätzliche galvanische Verbindungsstellen durch Löten, Schrauben oder dergleichen werden überflüssig. Eine erfindungsgemäße Speiseanordnung ist daher nicht nur sehr einfach und kostengünstig herstellbar, sondern auch extrem zuverlässig, ein Ausfall durch schlechte Kontakte ist ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Speiseanordnung eignet sich auch für die Speisung von mehreren zu Gruppen zusammengefaßten Dipolen, wie sie z.B. zur Erhöhung des Antennengewinns verwendet werden.In the feed arrangement according to the invention is a galvanic electrically conductive contact between the Stripline of the asymmetrical stripline and the dipole is superfluous, the stripline ends without a connection. The two dipole halves are over connection strips only with the two additional ones at an axial distance insulated from each other on the conductor strips Conductor parts galvanically connected and these parts can therefore very easy and cheap by punching and bending be made from a piece of sheet metal, additional galvanic joints by soldering, screwing or the like become superfluous. An inventive Dining arrangement is therefore not only very simple and inexpensive to manufacture, but also extremely reliable, failure due to bad contacts is impossible. The feed arrangement according to the invention is suitable also suitable for feeding from several to groups summarized dipoles, e.g. to increase the Antenna gain can be used.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will now be described more schematically Drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Speiseanordnung, Fig. 2 zeigt den zugehörigen Querschnitt längs der Schnittlinie I-I.Fig. 1 shows a perspective view of an inventive Feed arrangement, Fig. 2 shows the associated Cross-section along the section line I-I.
Fig. 1 zeigt einen aus zwei Dipolhälften 1 und 2 bestehenden
Dipol, der in dem gezeigen Ausführungsbeispiel
als Halbwellendipol ausgebildet ist. Dieser Dipol könnte
auch als Ganzwellendipol ausgebildet sein, die beiden
Dipolhälften 1, 2 können außerdem unterschiedliche Längen
haben und beliebige Querschnittsform besitzen. Diese
beiden Dipolhälften 1, 2 sind in einem Abstand 3 vor
einer der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nur bruchstückhaft
dargestellten Reflektorfläche 4 angeordnet.
Die beiden Dipolhälften 1, 2 sind an den oberen Enden
von zwei im Abstand voneinander und parallel zueinander
angeordneten Anschlußstreifen 5, 6 angebracht, die durch
eine Öffnung 7 des Reflektors 4 bis zu dessen Rückseite
sich erstrecken und die symmetrische Speiseleitung für
den Dipol 1, 2 bilden. Die Anschlußstreifen 5, 6 sind
vorzugsweise einstückig mit den Dipolhälften 1, 2 aus
einem Blechstück ausgestanzt und gebogen. Die sich
gegenüberstehenden Leiterflächen dieser beiden Anschlußstreifen
5, 6 und deren Abstand ist so gewählt, daß über
den dadurch gebildeten Wellenwiderstand die zwischen
den beiden Dipolhälften 1, 2 bestehende Dipolimpedanz
auf einen an ihren hinter dem Reflektor endenden Anschlußenden
gewünschte Ausgangsimpedanz transformiert
wird. An den Anschlußstreifen 5, 6 können zu diesem Zweck
auf einem Teil oder der gesamten Länge noch zusätzliche
Blechabwinklungen vorgesehen sein, um einen erweiterten
Bereich der Impedanztransformation zu erreichen.Fig. 1 shows one consisting of two
Die Verbindung mit dem Sender oder Empfänger erfolgt
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Streifenleitung,
die im weiteren Verlauf in eine andere Leitungsart,
z.B. ein Koaxialkabel, übergehen kann. Die Streifenleitung
wird durch einen parallel im Abstand zwischen
der Reflektorfläche 4 und einer parallel zum Reflektor
angeordneten Rückwand 30, beispielsweise einem Tragmast
geführten Streifenleiter 8 gebildet. Auf diesen Streifenleiter
8 sind zwei im Querschnitt U-förmig gebogene
Leiterteile 9 und 10 aufgesetzt und zwar so, daß sie
gemäß dem Schnittbild nach Fig. 2 allseits einen Abstand
von dem Streifenleiter 8 besitzen. In Längserstreckung
des Streifenleiters 8 sind die beiden Leiterteile 9,
10 unmittelbar unterhalb der Öffnung 7 des Reflektors
4 in einem Abstand 11 voneinander angeordnet. Mit den
einander zugewandten Enden 12, 13 der beiden Leiterteile
9, 10 stehen die durch die Öffnung 7 nach unten ragenden
Anschlußstreifen 5, 6 der Dipol-Speiseleitung in Verbindung,
sie sind vorzugsweise wiederum unmittelbar aus
einem Blechstück mit den Leiterteilen hergestellt. Die
den Enden 12, 13 abgewandten Enden der beiden Leiterteile
9, 10 sind über nach oben und unten abgebogene Flansche
14, 14' und 15, 15 galvanisch am Reflektor 4 bzw. der
Rückwand 30 befestigt. Der zwischen den Leiterteilen
9, 10 angeordnete Streifenleiter 8 endet anschlußfrei
im Abstand 16 vom Kurzschlußende 14 des der unsymmetrischen
Streifenleitung abgewandten Leiterteiles 9. Die
Längen jedes der Leiterteile 9, 10 sind gleich und z.B.
in der Umgebung von jeweils λ/4 so gewählt, daß ihre
Impedanz gegenüber der durch die symmetrische Leitung
5, 6 transformierte Dipolimpedanz hochohmig ist. Zwischen
den beiden Leiterteilen 9, 10 und der im Abstand dazu
angeordneten Reflektorfläche 4 bzw. Rückwand 30 wird
eine Art Topfkreis gebildet.The connection to the transmitter or receiver is made
in the exemplary embodiment shown via a strip line,
which in the further course into another type of line,
e.g. a coaxial cable. The stripline
is paralleled by a distance between
the
Die U-förmig gebogenen Leiterteile 9, 10 mit ihren
Anschlußflanschen 14, 14', 15, 15', den davon abzweigenden
Anschlußstreifen 5, 6 und den Dipolhälften 1, 2 sind
vorzugsweise einstückig aus einem Blech zugeschnitten
und entsprechend gebogen, sie werden einschließlich der
Dipolhälften 1, 2 durch die Flanschbefestigungen 14, 14',
15, 15' am Reflektor 4 bzw. der Rückwand 30 mechanisch
gehalten. Falls erforderlich kann der Leiterstreifen 8
durch eine oder mehrere dielektrische Stützen mechanisch
abgestützt sein, ansonsten sind alle Teile in ihrem
vorgegebenen Abstand durch Luft voneinander elektrisch
isoliert.The U-shaped
Die Breite 17 der U-Schenkel der beiden Leiterteile 9,
10, ihr gegenseitiger Abstand 18 und die Breite und Dicke
des Streifenleiters 8 und auch die axiale Länge der
Leiterteile 9, 10 sind so gewählt, daß über den dadurch
bestimmten Wellenwiderstand und die dadurch resultierende
frequenzabhängige Impedanz auf den beiden Leiterteilen
Hochfrequenzströme - angedeutet durch die Strompfeile
19 und 20 - erzwungen werden die an den gegenüberliegenden
Anschlußstellen 12, 13 der Anschlußstreifen 5, 6 der
Dipolspeiseleitung jeweils gleich groß sind, so daß auf
den Anschlußstreifen 5, 6 entsprechend gleich große
gegenphasige Speiseströme 23, 24 und somit entsprechende
gleich große gleichgerichtete Ströme 25, 26 auf den
Dipolhälften 1, 2 fließen. Zur Erzielung der hierzu
erforderlichen Wellenwiderstände zwischen den Leiterteilen
9, 10 und dem Streifenleiter 8 können sowohl die Leiterteile
als auch dieser Leiterstreifen in Längserstreckung
des Leiterstreifens entsprechend unterschiedliche Abmessungen
besitzen, wie dies für den Streifenleiter 8
durch die Breitenveränderungen 27, 28 in Fig. 1 schematisch
angedeutet ist. Für die einseitige Stromabnahme
von den Leiterteilen 9, 10 zu den Dipolhälften über die
Anschlußstreifen 5, 6 ist die leitende Verbindung der
beiden U-Schenkel der Leiterteile durch den U-Rücken
erforderlich, die Leiterteile sind derart parallel zum
Reflektor 4 angeordnet, daß ihre U-Schenkel jeweils in
parallelen Ebenen zum Reflektor 4 liegen und ihre Öffnung
seitlich ist. Der Wellenwiderstand wird außerdem so
gewählt, daß bei Verwendung dieser Speiseanordnung bei
einem Sendedipol die über die unsymmetrische Streifenleitung
8, 4 zugeführte Senderenergie an der durch den
Einlaß des Leiterteils 10 gebildeten Stoßstelle möglichst
wenig reflektiert wird.The
Wenn auf der dem Reflektor 4 gegenüberliegenden Seite
des Streifenleiters 8 keine zusätzliche Rückwand 30 als
Teilrückleiter vorgesehen ist, können die unteren
U-Schenkel der Leiterteile 9, 10 entfallen, die Leiterteile
sind dann nur noch schmale Blechstreifen, die
zwischen Reflektor 4 und Streifenleiter 8 angeordnet
sind und an ihren Enden mit den Anschlußstreifen 5, 6
bzw. über die Abbiegungen 14, 15 mit dem Reflektor 4
verbunden sind.If on the side opposite the
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist nur ein
einziger Dipol 1, 2 dargestellt, die erfindungsgemäße
Speiseanordnung ist jedoch genauso gut zur gleichzeitigen
Speisung von mehreren parallelgeschalteten Dipolen
geeignet, die entweder parallel nebeneinander vor der
gleichen Reflektorfläche 4 angeordnet sind und in gleicher
Richtung abstrahlen, in diesem Fall zweigen von den
Anschlußenden 12, 13 der beiden Leiterteile die zugehörigen
Dipol-Anschlußstreifen nicht wie die Streifen
5, 6 senkrecht nach oben ab, sondern beispielsweise zu
beiden Seiten seitlich schräg nach oben, wie dies durch
die Streifen 31, 32 gestrichelt angedeutet ist. In manchen
Fällen kann beispielsweise auch die Rückwand 30 als
Reflektor ausgebildet sein und auch hier kann ein damit
nach hinten abstrahlender einziger Dipol oder gegebenenfalls
wiederum mehrere Dipole angeordnet sein, die in
diesem Fall über Anschlußstreifen 5' 6' oder 31', 32'
durch eine entsprechende Öffnung in der Rückwand 30 nach
hinten abzweigen. Auf diese Weise können auch Rundstrahlantennen
aufgebaut werden, bei denen auch noch
seitliche Reflektorflächen vorgesehen sind.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 there is only one
only
Claims (6)
- Arrangement for the balanced feeding of at least one dipole (1, 2) disposed at a distance in front of a reflector surface (4) via an unbalanced strip line that is formed by a strip conductor (8) disposed at a distance between the reflector surface (4) and a further conducting countersurface (30) disposed in parallel at a distance therefrom, characterized by the following features:a) the conductor strip (8) extending in parallel with the reflector surface (4) ends without termination;b) two conductor parts (9, 10) that are U-shaped in cross section and that are disposed at a distance (11) from one another in the longitudinal direction of the strip conductor (8) surround the strip conductor (8);c) at the mutually facing ends (12, 13) of said conductor parts (9, 10), there branch off transversely to the conductor strip (8) connecting strips (5, 6; 31, 32; 6', 31', 32') that are disposed at a distance in parallel to one another, project through an opening (7) in the reflector surfacee (4) to the front side of the reflector and are connected at their ends to the dipole halves (1, 2);d) those ends facing away from the mutually facing ends (12, 13) of the two conductor parts (9, 10) are galvanically connected via conductor segments (14, 14', 15, 15') to the reflector (4) or the countersurface (30).
- Arrangement according to Claim 1, characterized in that the dimensions (17, 18) of the conductor parts (9, 10) and their distance from the conductor strip (8), the reflector surface (4) and the countersurface (30) are chosen in such a way that opposite-phase currents (19, 20, 23, 24) that are equally large in terms of magnitude flow in each case at the branching point (12, 13) of the dipole connecting strips (5, 6) and along the latter.
- Arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the U-shaped conductor parts (9, 10) are open laterally in the direction parallel to the reflector surface (4).
- Arrangement according to any of the preceding claims, characterized in that a plurality of connecting strips (31, 32; 6', 31', 32') for two or more dipoles branch off in each case at the mutually facing ends (12, 13) of the two conductor parts (9, 10) in different directions transversely to the conductor strip (8).
- Arrangement according to any of the preceding claims, characterized in that mutually facing, additional conductor surfaces are formed at the dipole connecting strips (5, 6) disposed parallel to one another at a distance.
- Arrangement according to any of the preceding claims, characterized in that the two conductor parts (9, 10) with the branching connecting strips (5, 6), the angled conductor segments (14, 14', 15, 15') and the associated dipole halves (1, 2) each comprise a suitably bent, integral sheet-metal blank.
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