DE1541726C - Richtantenne mit einer Dipol zeile, die durch eine von den Dipolen isolierte Doppelleitung er regt ist - Google Patents

Description

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Resonanz ist, haben jeweils die Länge und vom Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist an

mittleren Dipol den Abstand, bei dem sich die an- einem Standrohr 10 mit einer Halterung 11 ein

gestrebten, günstigsten Strahlungseigenschaften der Längsträger 12 befestigt, der aus Metall oder aus

Antenne ergeben. Für den Reflektor ist der günstigste Isoliermaterial bestehen kann. Am Längsträger 12

Abstand vom mittleren Dipol ungefähr gleich einer 5 sind drei Dipole 13,14 und 15 mit Halterungen 16

Viertelwellenlänge bei der mittleren Betriebsfrequenz. symmetrisch und senkrecht zur Achse des Längs-

Für den Direktor ist er kleiner als die halbe Wellen- trägers 12 montiert.

länge bei der mittleren Betriebsfrequenz, weil sonst Der mittlere Dipol 14 ist bei der mittleren Bedie Strahlungskopplung zu schwach ist. Auch für triebsfrequenz in Halbwellenresonanz abgestimmt den Abstand des Direktors ist ungefähr eine Viertel- io und deshalb annähernd so lang wie die Halbwellenlänge bei der mittleren Betriebsfrequenz ein welle (A/2). Der eine der äußeren Dipole 15 ist als günstiger Wert. Reflektor ausgebildet und etwas länger als der

Widerstandsanpassung bedeutet, daß an den An- mittlere Dipol 14, während der andere äußere Dipol

schlußklemmen der Speiseleitung ein Antennen- 13 als Direktor ausgebildet und etwas kürzer ist als

widerstand gemessen wird, der im Betriebsfrequenz- 15 der mittlere Dipol 14. Der angegebene Abstand λ/4

bereich innerhalb zulässiger Abweichungen gleich der drei Dipole 13, 14, 15 gilt ungefähr für die

dem Wellenwiderstand der anzuschließenden Speise- mittlere Betriebsfrequenz,

leitung ist. Parallel und symmetrisch zur Achse des Längs-

Durch Versuche ist bestätigt worden, daß die er- trägers 12 ist eine Doppelleitung angebracht, die aus

wähnte Aufgabe durch die erfindungsgemäßen Rieht- 20 den beiden parallelen leitenden Stäben 17 und 18

antennen gelöst worden ist. besteht, die an einem Ende durch das Joch 19 kurz-

Die erfindungsgemäße Richtantenne hat noch den geschlossen und mit Isolierkonsolen 20 und 21 am

weiteren Vorteil, daß Maßnahmen zum Herstellen Längsträger 12 befestigt sind. Die Doppelleitung ist

der Widerstandsanpassung keine Rückwirkungen auf in Viertelwellenresonanz abgestimmt. Deshalb sind

die Richtkennlinie der Antenne haben. Dadurch wird 25 ihre leitenden Stäbe 17 und 18 annähernd so lang

die experimentelle Ermittlung optimaler Abmessun- wie eine Viertelwelle (λ/4).

gen der erfindungsgemäßen Richtantenne wesentlich Der mittlere Dipol 14 ist in der Nähe der Doppelerleichtert, leitungssteile angeordnet, an der das Spannungs-

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungs- maximum der stehenden Welle auftritt. Diese Stelle

gemäßen Richtantenne besteht darin, daß in 30 befindet sich bei der an einem Ende kurzgeschlosse-

Strahlungsrichtung vor dem erwähnten Direktor nen Viertelwellenleitung am offenen Ende,

weitere Direktoren angeordnet sind. Mit den Schrauben 23 und 24, mit denen die

Durch die zusätzlichen Direktoren werden die leitenden Stäbe 17 und 18 an der Isolierkonsole 21

Strahlungseigenschaften der erfindungsgemäßen An- befestigt sind, sind auch die leitenden Adern 25 und

tenne in der gleichen Weise verbessert wie bei einer 35 26 einer symmetrischen Speiseleitung 22 angeklemmt

Yagi-Antenne. und dadurch galvanisch leitend mit den leitenden

Eine vorteilhafte Maßnahme zur Widerstands- Stäben 17 und 18 der Doppelleitung verbunden. Der anpassung besteht darin, daß die Speiseleitung Abstand dieser Anschlußstelle vom Joch 19 ist so galvanisch leitend an die Doppelleitung ange- gewählt, daß sich Widerstandsanpassung ergibt. Daschlossen ist. Dabei wirkt die Viertelwellenleitung in 40 bei ist der an den Klemmschrauben 23 und 24 gebekannter Weise als Anpassungsübertrager zum messene Antennenwiderstand im Betriebsfrequenz-Herstellen der Widerstandsanpassung. bereich innerhalb zulässiger Abweichungen gleich

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses An- dem Wellenwiderstand der Speiseleitung 22, die

passungsübertragers besteht darin, daß das offene selbstverständlich an ihrem anderen Ende ebenfalls

Ende der Doppelleitung mit dem offenen Ende einer 45 mit dem gleichen Widerstand abzuschließen ist.

zweiten, an einem Ende kurzgeschlossenen und bei Entsprechend der Prinzipskizze in der F i g. 3

der mittleren Betriebsfrequenz in Viertelwellen- kann das offene Ende der Viertelwellenleitung 27

resonanz abgestimmten Doppelleitung galvanisch mit dem offenen Ende einer zweiten, am anderen

leitend verbunden ist. Eine einfache Anordnung Ende kurzgeschlossenen Viertelwellenleitung 28

dieser Art ist eine an beiden Enden kurzgeschlossene 50 galvanisch leitend miteinander verbunden werden.

Doppelleitung, die bei der mittleren Betriebsfrequenz Dadurch ergibt sich die in der F i g. 3 skizzierte, an

annähernd die Länge der Halbwelle hat. beiden Enden kurzgeschlossene Doppelleitung 27,28,

Die Widerstandsanpassung kann auch in bekannter die annähernd so lang ist wie eine Halbwelle (A/2). Weise dadurch hergestellt werden, daß die Speise- Dabei ist die Doppelleitung 27/28 mit einer Speiseleitung über Kapazitäten an die Doppelleitung an- 55 leitung 29 über zwei Kapazitäten 30 und 31 vergeschlossen wird. bunden, die in der Mitte der Doppelleitung 27, 28

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin- angebracht sind. Da die Kapazitäten 30 und 31 sehr

dungsgemäßen Richtantenne in perspektivischer Dar- klein sind, bleibt die Länge der Doppelleitung dabei

Stellung; in der annähernd so groß wie die halbe Wellenlänge.

F i g. 2 ist ein Teil der Doppelleitung der Rieht- 60 In der gleichen Weise kann auch entsprechend der

antenne nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab Prinzipskizze in der F i g. 4 eine Speiseleitung 33

perspektivisch dargestellt; die über zwei kleine Kapazitäten 34 und 35 an eine an

F i g. 3 und 4 sind Prinzipskizzen von Abwandlun- einem Ende kurzgeschlossene Viertelwellenleitung 32

gen dieser Doppelleitung. angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 anordnung zusammen .. mit entsprechenden gePatentansprüche: messenen Vergleichswerten wiedergegeben. Eine solche Antenrienanordnung mit einem Dipol

1. Richtantenne mit einer Dipolzeile, die durch - kommt aber für die praktische Verwendung, z. B. eine neben der Antennenlängsachse geführte, von 5 als Empfangsantenne für Tonrundfunk und Fernden Dipolen galvanisch isolierte, an eine Speise- sehen, nicht in'Betracht, weil im Vergleich mit einem leitung angeschlossene und an einem Ende kurz- direkt an die Speiseleitung angeschlossenen Dipol geschlossene Doppelleitung erregt ist, dadurch durch die zusätzliche Doppelleitung keine Vcrgeke η η ze i c h η e t, daß die Doppelleitung besserung der Strahlungseigenschaften erreicht wird, (17/18) bei der mittleren Betriebsfrequenz der io so daß der zusätzliche Aufwand nicht, gcrecht-Antenne in Viertelwellenresonanz abgestimmt ist, fertigt ist. .

daß die Antenne drei Dipole (13, 14, 15) auf- In dem erwähnten Aufsatz ist in der Fig. 12 a auf weist, von denen einer der äußeren als Reflektor Seite 431 eine Richtantenne mit einer Dipolzeile (13) und der andere als Direktor (15) ausgebildet wiedergegeben, die durch eine von den Dipolen ist, daß der mittlere Dipol (14) in der Nähe der 15 galvanisch isolierte, an einem Ende kurzgeschlossene Doppelleitungsstelle angeordnet ist, an der das und an eine Speiseleitung angeschlossene Doppel-Spannungsmaximum der stehenden Welle auf- leitung erregt wird, die in einer zur Ebene der Dipoltritt, und daß die Speiseleitung (22) derart an die zeile parallelen Ebene symmetrisch zur Mittellinie Doppelleitung (17/18) angeschlossen ist. daß der Dipolzeile in einem kleinen Abstand von dieser Widerstandsanpassung herrscht. ^; 20 an der ganzen Dipolzeile entlanggeführt ist. Bei der

2. Richtantenne nach Anspruch 1, dadurch ge- Betriebsfrequenz ist der Abstand aller Dipole vonkennzeichnet, daß in Strahlungsrichtung vor dem einander gleich der halben Wellenlänge und der Aberwähnten Direktor (15) weitere Direktoren an- stand des ersten Dipols vom kurzgeschlossenen Ende geordnet sind. der Doppelleitung gleich der Viertelwellenlänge.

3. Richtantenne nach Anspruch 1 und 2, da- 25 Diese Richtantenne bietet jedoch für die prakdurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (22) tische Verwendung, z.B. als Empfangsantenne für galvanisch leitend an die Doppelleitung (17/18) Tonrundfunk und Fernsehen, ebenfalls keine Vorangeschlossen ist. teile gegenüber gebräuchlichen Richtantennen. Es ist

4. Richtantenne nach Anspruch 1 und 2, da- allgemein bekannt, daß beim Vergleich des techdurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der 30 nischen Aufwandes (der Herstellungskosten) und der Doppelleitung (27) mit dem offenen Ende einer Strahlungseigenschaften, insbesondere des Antennenzweiten, an ihrem anderen Ende kurzgeschlosse- gewinns und der Rückdämpfung, Längsstrahler mit nen und bei der mittleren Betriebsfrequenz in einer Dipolzeile, deren Dipole alle unmittelbar ge-Viertelwellenresonanz abgestimmten Doppel- speiste Primärstrahler sind, ungünstiger sind als die

' leitung (28) galvanisch leitend verbunden ist. 35 gebräuchlichen Yagi-Antennen mit einem unmittel-

5. Richtantenne nach Anspruch 1, 2 und 4, da- bar gespeisten Dipol und strahlungsgekoppelten durch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (29, Elementen. Den theoretischen Erörterungen der. 33) über Kapazitäten (30,31,34,35) an die zitierten Aufsatzes ist nicht zu entnehmen, daß dieser Doppclleitung (27, 32) angeschlossen ist. Nachteil durch die besondere Art der Speisung der

40 Dipole bei den dort angegebenen Längsstrahlern be-

hoben werden könnte. · . . '

·'·■-·-■■ Durch die Erfindung ist die Aufgabe gelöst, eine

Die Erfindung betrifft eine Richtantenne mit einer Richtantenne zu schaffen, die bei gleichem tech-Dipolzeile, die durch eine neben der Antennen- nischem Aufwand bessere Strahlungseigenschaften, längsachse geführte, von den Dipolen' galvanisch 45 insbesondere einen größeren Antennengewinn, hat isolierte, an eine Speiseleitung angeschlossene und als die Yagi-Antenne. ...
an einem Ende kurzgeschlossene Doppelleitung er- . Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Richtregt ist. Eine Dipolzeile besteht aus mehreren antenne der eingangs beschriebenen Art die Doppel-Dipolen, die derart in einer Ebene angeordnet sind, leitung bei der mittleren. Betriebsfrequenz :der daß alle Dipolachsen senkrecht auf der Antennen- 50 Antenne in Viertelwellenresonanz abgestimmt ist, längsachse stehen, die gleich der Verbindungslinie daß die Antenne drei Dipole aufweist, von denen der Mittelpunkte der Dipole ist. einer der äußeren als Reflektor und der andere als

In einem Aufsatz von K. M. Chen und R. W. P. Direktor ausgebildet ist, daß der mittlere Dipol in King, der in »IRE Transactions on Antennas and der Nähe der Doppelleitungsstelle angeordnet ist, an Propagation«, 1961, Seiten 425 bis 432, veröffent- 55 der das Spannungsmaximum der stehenden Welle licht ist, ist eine Antennenanordnung beschrieben, auftritt, und daß die Speiseleitung derart an die bei der ein Halbwellendipol symmetrisch und senk- Doppelleitung angeschlossen ist, daß Widerstandsrecht zur Längsachse einer an einem Ende kurz- anpassung herrscht. Bei Viertelwellenresonanz hat geschlossenen Doppelleitung in geringem Abstand . die Doppelleitung annähernd die Länge einer Viertelvon dieser angeordnet ist. Der Abstand des Dipols 60 welle bei der mittleren Betriebsfrequenz, wenn keine vom kurzgeschlossenen Leitungsende ist bei der die Abstimmung beeinflussende Induktivität oder Betriebsfrequenz gleich der Länge einer Viertel- Kapazität zugeschaltet ist.

welle (λ/4). Der Dipol befindet sich also in der Nähe Der Reflektor und der Direktor sind strahlungsdes Spannungsmaximums, wenn auf der Doppel- gekoppelte Dipole. Der Reflektor, der bei einer leitung eine stehende Welle erzeugt ist. In dem Auf- 65 etwas unterhalb der Beiriebsfrequenz der Antenne satz sind die berechnete relative Stromverteilung liegenden Frequenz in Resonanz ist, und der längs des Dipols und Änderungen dieses Stroms mit Direktor, der bei einer etwas oberhalb der Betriebsverschiedenen Bemessungsgrößen der Antennen- frequenz der Antenne liegenden Frequenz in