NO163759B - Mantelboelgesperre. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en mantelbølgesperre for antenner med symmetrisk koblingsdipol som er tilsluttet en koaksialkabel med et ytre isolasjonshylster, fortrinnsvis for fjernsynsmottagnnig i hele UHF-området IV/V (470-790

MHz) eller en del av dette område.

Kjente UHF-mottagerantenner av denne art har som koblingsdipol en bredbåndet helbølgedipol med en koblingsmotstand på omtrent 300 Ohm, og er fortilkobling av en koaksialkabel med en bølgemotstand på 7 5 Ohm utstyrt med en forbikoblende halv-bølgeledning som virker som en symmetrisk transformator. Denne forbiledning er enkel og kostnadsgunstig, men smalbån-det (ved grensene av nevnte UHF-område IV/V opptrede fasefor-skjeller på opptil 40° i forhold til båndets midtfrekvens), således at koaksialkablen ved driftsfrekvenser som avviker fra forbiledningens resonansfrekvens ikke bare tilføres den frembrakte bølge ved mottaktsdrift av dipolen, men også strømmer som frembringes ved liketaktsdrift av dipolen.

Disse strømmer forplanter seg som såkalte mantelbølger langs koaksialkablens ytterleder med deler av antennens metallbærer og bærerør som annen leder. Ved dette forringes antennevinningen og antennens retningsvirkning påvirkes i vesentlig grad. Antennens hovedmottagningsretning kan således avvike opptil 20° fra den tilsiktede retning (vinkelawik) , samtidig som retningsdiagrammets side- og baksløyfer blir større og nullpunktsdempningene, særlig på tvers av hovedretningen, blir mindre.

Ved frekvensavhengige variasjoner av liketaktstrømmene kan det dessuten opptre frekvensavhengige uregelmessigheter (innbruddssteder) i arbeidsbølgens frekvensavhengige' vinningskurve.

Foruten den ovenfor angitte halvbølge-forbiledning, som i e": smalt frekvensområde omkring resonansfrekvensen virker som mantelbølgesperre, er det også kjent smalbåndede symmetre-ringsledd og mantelbølgesperrer uten transformatorvirkning, og hvor et antennevendt endeavsnitt av en koaksialkabel er omsluttet av en kvartbølge-sperre eller er utstyrt med et parallellkoblet koaksialkabelstykke som er kortsluttet i sin ytterende og likeledes er avstemt til kvartbølgeresonans. Herunder er sperrestykket og kabelstykket i sin kortsluttede ende ledende forbundet med ytterlederen av den gjennomløpende koaksialkabel. Kabelens isolasjonshylster må imidlertid da gjennomskjæres og kan således ikke lenger utgjøre noen korrosjonsbeskyttelse av kabelens ytterleder på dette sted.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en mantelsperre av ovenfor angitt art og som er i stand til å undertrykke liketaktstrømmene på enkel og omkostningssparende måte bredbåndet over hele vedkommende driftsfrekvensområde, samtidig som det ikke fordres noen ledende forbindelse med koaksialkabelens ytterleder.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at et endeavsnitt av koaksialkabelen ved antennetilkoblingen er ført fritt i stor avstand fra en bæredel av metall på null-potensi-al, mens et tilstøtende avsnitt av koaksialkabelen ved hjelp av en metallklemme"som omgir dens ytre isolasjonshylster er festet tett inntil bæredelen, således at det for en mantelbølge vil være langt mindre effektiv bølgemotstand ved metallklemmen enn ved nevnte endeavsnitt av kabelen, og metallklemmens lengde er dimensjonert slik at det ved klemmens inngang foreligger en høy motstand for en mantel-bølge i nevnte driftsfrekvensområde.

Oppbygningen av mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen oppnås således uten spesielle deler som i og for seg ikke er nødvendige for antennen, og er således ytterst kostnadsgunstig. Utover dette omfatter den ingen ledende forbindelse med kabelens ytterleder, således at korro-sjonsbeskyttelsen av denne leder i fult omfang opprettheldes av isolasjonshylsteret.

Ved en fordelaktig anvendelse av mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen ved en UHF-mottagerantenne med en bredbåndet helbølge-koblingsdipol er denne utstyrt med en symmetrerings-transformator, fortrinnsvis en halvbølge-forbiledning, for å oppnå entransformering av dipolens tilkoblingsmotstand på ca. 300 Ohm til koaksialkabelens bølgemotstand (75 Ohm).

Ved en fordelaktig utførelseform av mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen er det antennevendte endeavsnitt av kabelen og kabelstykket inne i metallklemmen av sådan lengde at det innenfor eller under nevnte driftsfrekvensområde, fortrinnsvis i nærheten av dets nedre grense, oppnås kvart-bølgeresonans .

Ved en praktisk utprøvet utførelse av foreliggende mantel-bølgesperre i henhold til oppfinnelsen ved UHF-fjernsyns-mottagerantenner har nevnte endeavsnitt av koaksialkabelen en bølgemotstand Zml av størrelseorden 300 Ohm. Når det ved avsnittets annen ende foreligger en motstand Rm2 på ca. 10 Ohm, oppnås ved kabelbegynnelsen og ved resonansfrekvens i henhold til formelen |Rml . Rm2 = Zml en motstand Rml på omtrent 9 kOhm, som er flere hundre ganger så stor som den transformerte dipolkoblingsmotstand (75 Ohm). På grunn av den store bølgemotstand Zml av det transformerende kabelavsnitt oppnås også ved yttergrensene av et bredt frekvensområde en høy tilsynelatende motstand som i tilstrekkelig grad svekker vedkommende mantelbølger.

Ytterlederen av koaksialkabelen danner inne i metallklemmen innerlederen av et koaksialt kabelstykke, hvis ytterleder utgjøres av selve metallklemmen og hvis dielektrikum utgjøres av det ytre isolasjonshylster. Dette kabelstykke har ved vanlige anvendte koaksialkabler for antenner og med omtrent 5 mm ytterlederdiameter en bølgemotstand Zm2 på omtrent 10 Ohm samt en liten dempning, da kabelstykket er meget kort. Ved dets ytterende følger så en ledning med høy bølgemotstand for mantelbølgen, da ytterlederen er ført i stor avstand fra antennebæreren og det vertikale bærerør, eller eventuelt er ført med lite tverrsnitt innvendig i bærerøret. Motstanden Rm3 ved enden av kabelstykket som ligger inne i metallklemmen er ubestemt, da denne motstand er avhengig av kabelføringen. Den er imidlertid også under ugunstige omstendigheter større enn 10 Ohm, da den etterfølgende ledning har høy bølgemot-stand samt en betraktelig dempning på grunn av stråling og tap i det vertikale bærerør av stål. Motstanden Rm2 ved be-gynnelsen av det innklemte kabelstykke er derimot ved resonansfrekvensen mindre enn 10 Ohm samt utgjør ved grensene av et meget bredt frekvensområde en tilsvarende mindre tilsynelatende motstand. Av disse grunner er lengden av de to transformerende kabelavsnitt og de derav avhengige resonansfrekvensverdier ikke kritiske.

Resonansfrekvensen for den halvbølge-forbiledning som anvendes som symmetritransformator ligger for det meste noe under den øvre grense av driftsfrekvensområde, i den hensikt at antennevinningens høyeste verdi som opptrer på dette sted skal bli størst mulig. Herunder er lengden av de to transformerende ledningsavsnitt tilmålt slik at inngangsmot-standen til koaksialkabelen er stor i den nedre del av driftsfrekvensområdet. De resonansfrekvenser som kan utledes av ledningsavsnittenes lengde kan også ligge under den nedre grense av driftsfrekvensområdet, da deler av disse ledningsavsnitt kompenserer kapasitive blindkomponenter av de tilsynelatende motstander som virker ved ledningsendene og således de tilsiktede virkninger oppnås i et meget bredt frekvensområde. Dette innebærer ikke bare for forbedring av retningskarakteristikken, men også opphevelse av de allerede omtalte uregelmessigheter i antennevinningens frekvensgang i den nedre del av driftsfrekvensområdet. I dette område kan det også oppnås en økning av antennevinningen, da en tilstrekkelig motstandstilpasning av antennen til koaksialkabelen for dette formål kan oppnås i vedkommende område.

Et annen fordelaktig tiltak for å oppnå den påkrevede lave motstand ved enden av koaksialkabelens begynnelseavsnitt be- står i henhold til oppfinnelsen i at kabelstykket inne i metallklemmen omgis med et isolasjonsmaterial med meget store høyfrekvenstap og/eller meget høy dielektrisitetskonstant. Metallklemmen kan da være så kort at det innklemte kabelstykke kan virke som en konsentrert kapasitet, som er parallellkoblet med en liten dempningsmotstand eller som på grunn av den høye dielektrisitetskonstant er meget stor og også ved de laveste driftsfrekvenser utgjør en lav reaktans.

Ved en fordelaktig utførelse av mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen har metallklemmen som benyttes for å feste koaksialkabelen til en antennebærende del, en sliss i lengde-retningen og hvis bredde er mindre enn koaksialkabelens ytterdiameter, således at kabelen med tilstrekkelig fjærende virkning kan trykkes inn i metallklemmen. Derved oppnås den fordel at metallklemmen allerede ved tilvirkning av antennen kan anbringes fast på antennebæreren og koaksialkabelen ved montering av antennen på enkel måte bare kan trykkes inn i klemmen.

En ytterligere fordelaktig utførelse av mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen ligger i at metallsperren oppviser flere deler som er innbyrdes adskilt ved tverrslisser og hvorav bare noen under trykk ligger an mot den monterte koaksialkabel. Ved dette lettes inntrykningen av kabelen, da herunder bare betraktelig forkortede klemmedeler behøver å utvides fjærende enkeltvis og etter hverandre.

Mantelbølgesperren i henhold til oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til to utførelseeksempler i forbindelse med en antenne samt under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Figurene 1 og 3 viser vedkommende antennedeler sett fra siden, og Figurene 2 og 4 viser tverrsnitt gjennom antennebærere med påmontert metallklemme for koaksialkabel.

Ved utførelseeksemplet i henhold til figurene 1 og 2 er det bare opptegnet et lite stykke 3 av en langsgående bærer av metall, hvorpå det er festet mottagerdipol 1 og kabelkob-lingsboks 2, såvel som ikke viste direktorer og reflektorer for antennen. På den viste langsgående bærer 3 som utgjøres av metallrør med rektangelformet tverrsnitt, er det med drivskruer 4 fastskrudd en metallklemme 5 med to innbyrdes mot-stående symmetrisk fjærende grener 6. Disse oppviser mellom seg en lengdesliss 7, hvis bredde er mindre enn ytterdiameteren av den koaksialkabel 8 som skal trykkes inn gjennom slissen 7 i metallklemmen 5. Koaksialkabelens ytterleder 9 er herunder omgitt av et beskyttende isolasjonshylster 10.

Endeavsnittet 11 av koaksialkabelen 8 har fra sin ikke viste tilkobling til en symmetridannende transformator i kabel-koblingsboksen 2 til metallklemmen 5 en stor avstand fra bæreren 3.

Endeavsnittet 11 og metallklemmen 5 har hver en sådan lengde at det for mantelbølgen oppnås en meget høy inngangsmotstand i driftsfrekvensområdet.

Ved det angitte utførelseeksempel i figurene 3 og 4 anvendes en såkalt formastantenne, hvorved en metallklemme 12 er festet på en bærer 13 for en ikke inntegnet reflektorskjerm ved hjelp av drivskruer 14. Metallklemmen 12 danner ved hjelp av tverrsnitt 15 fjærende klemgrener 16 og 17.Bredden av den langsgående sliss 18 som koaksialkabelen 8 skal trykkes inn i mellom bæreren 13 og klemgrenene 16 og 17, er ved den smale klemgren 16 mindre enn ytterdiameteren av kabelen 8 samt ved den brede klemgren 17 omtrent lik denne diameter, for derved å lette innskyvningen av koaksialkabelen 8. Lengden av endeavsnittet 19 og metallklemmen 12 er avmålt på lignende måte. som ved det først omtalte utførelseeksempel.

Claims (6)

1. Mantelbølgesperre for antenner med symmetrisk koblingsdipol som er tilsluttet en koaksialkabel med et ytre isolasjonshylster, fortrinnsvis for fjernsynsmottagning i hele UHF-området 470-790 MHz eller en del av dette område,karakterisert vedat et endeavsnitt (11, 19) av koaksialkabelen (8) ved antennetilkoblingen er ført fritt i stor avstand fra en bæredel (3, 13) av metall på nullpotensial, mens et tilstøtende avsnitt av koaksialkabelen (8) ved hjelp av en metallklemme (5, 12) som omgir dens ytre isolasjonshylster (10), er festet tett inntil bæredelen (3, 13), således at det for en mantelbølge vil være langt mindre effektiv bølgemotstand ved metallklemmen enn ved nevnte endeavsnitt (11, 19) av kabelen, og metallklemmens lengde er dimensjonert slik at det ved klemmens inngang foreligger en høy motstand for en mantelbølge i nevnte driftsfrekvensområde .

2. Mantelbølgesperre som angitt i krav 1,karakterisert vedat det for forbindelse med koblingsdipolen (1) er anordnet en symmetridannende transformator, fortrinnsvis i form av en halvbølge-forbiledning.

3. Mantelbølgesperre som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat endeavsnittet (11, 19) og koaksialkabelstykket inne i metallklemmen (5, 12) har en sådan lengde at det oppnås kvartbølgeresonans inne i eller under nevnte driftsfrekvensområde, fortrinnsvis i nærheten av områdets nedre grense.

4. Mantebølgesperre som angitt i krav 1 - 3,karakterisert vedat koaksialkabelstykket inne i metallklemmen (5, 12) er omgitt av et isolasjonsmaterial som oppviser meget store høyfrekvenstap og/eller meget høy dielektrisitetskonstant.

5. Mantelbølgesperre som angitt i krav 1-4,karakterisert vedat koaksialkabelen kan trykkes inn gjennom en lengdesliss (7, 18) langs den tilstrekkelig fjærende metallklemme (5, 12) som er festet på bæredelen (3, 13), idet slissens bredde er mindre enn koaksialkabelens ytterdiameter.

6. Mantelbølgesperre som angitt i krav 1-5,karakterisert vedat metallklemmen (12) oppviser flere klemstykker (16, 17) som er innbyrdes adskilt ved tverrslisser (15) og hvorav bare en del (16) ligger an med trykk mot den monterte koaksialkabel (8).