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DE602004006874T2 - Symmetrische Dipolantenne - Google Patents

Symmetrische Dipolantenne Download PDF

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DE602004006874T2
DE602004006874T2 DE602004006874T DE602004006874T DE602004006874T2 DE 602004006874 T2 DE602004006874 T2 DE 602004006874T2 DE 602004006874 T DE602004006874 T DE 602004006874T DE 602004006874 T DE602004006874 T DE 602004006874T DE 602004006874 T2 DE602004006874 T2 DE 602004006874T2
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DE
Germany
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dipole
coaxial cable
arm
stub
balanced
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DE602004006874T
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English (en)
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DE602004006874D1 (de
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Yihong Waterloo Qi
Perry Guelph Jarmuszewski
Paul Kitchener Dullaert
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BlackBerry Ltd
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Research in Motion Ltd
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/20Two collinear substantially straight active elements; Substantially straight single active elements

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine symmetrische Dipolantenne und ganz besonders auf ein symmetrisches Balun, das mit einem Koaxialkabel und einer Dipolantenne verwendet wird.
  • 1 zeigt eine Dipolantenne 10, die ein Koaxialkabel 5 aufweist, das einen äußeren Koaxialleiter 15 und einen inneren Koaxialleiter 16 aufweist, welche mit einer Dipolantenne mit einem linken Dipolschenkel 11 und einem rechten Dipolschenkel 12 verwendet sind. Der äußere Koaxialleiter 15 ist mit dem rechten Dipolschenkel 12 verbunden. Der innere Koaxialleiter 16 ist über einen Draht 17 mit dem linken Dipolschenkel 11 verbunden.
  • In dem hier verwendeten Sinne sowie. in den Ansprüchen umfasst "Verbindung" eine Strahlungsverbindung und eine direkte elektrische Verbindung.
  • Da eine isotropische Antenne physikalisch unmöglich ist, wird die Antennenverstärkung gegen eine Standard-Dipolantenne gemessen und werden die Ergebnisse in Dezibel gegenüber einem Dipol (dBd) angegeben.
  • An der Außenseite der Koaxialleitung fließt Gleichtaktstrom, was die Effizienz eines reinen Dipolstrahlungsmusters vermindert. Zusätzlich dazu wird Gleichtaktstrom durch eine Strahlungsverbindung zwischen der Dipolantenne und einem externen Koaxialkabel verursacht. Der größte Teil der Verzerrung des Dipolantennenmusters ist auf den Gleichtaktstromfluss zurück zuführen, der von dem Leitungsungleichgewicht der Struktur verursacht wird, und ein geringerer Teil der Verzerrung ist auf eine Strahlungsverbindung zurückzuführen.
  • Zur Verminderung des Gleichtaktstromflusses wird ein Balun verwendet. Ein Balun fungiert als Transformator, der eine symmetrische Zwei-Leiter-Leitung mit einer nicht-symmetrischen Koaxialleitung verbindet.
  • 2 zeigt eine Dipolantenne 30 mit einem Koaxialkabel 5, das mit einer Dipolantenne verbunden ist, welche ein Roberts-Balun 40 verwendet. Die Dipolantenne bildet eine symmetrische Ladung (oder Quelle). Das Koaxialkabel 5 ist mit einer nicht-symmetrischen Quelle (oder Ladung) verbunden und wird an einer Verbindung 41, die eine gewindete Verbindung vom Schraubentyp sein kann, mit dem Roberts-Balun 40 verbunden. Das Roberts-Balun 40 weist ein koaxiales Hauptsegment auf, das einen äußeren Koaxialleiter 45 und einen inneren Koaxialleiter 46 aufweist. Der äußere Koaxialleiter 45 ist mit einem rechten Dipolschenkel 32 verbunden. Das Roberts-Balun 40 weist zudem ein kurzes koaxiales Kabelsegment mit einem äußeren Leiter 35 und einem inneren Leiter 36 auf. Das Roberts-Balun 40 ist eine Induktanzspule einer viertel Wellenlänge. Der äußere Koaxialleiter 35 ist mit dem linken Dipolschenkel 31 verbunden. Die inneren Koaxialleiter 35 und 45 sind an ihren oberen Enden über einen Draht 37 verbunden und an den linken Dipolschenkel 31 gekoppelt.
  • Eine Gleitstange 38 verbindet das untere Ende des äußeren Koaxialleiters 35 mit dem äußeren Koaxialleiter 45. Die Gleitstange 38 verursacht einen Kurzschluss, was zu einer unendlichen Impedanz über die Endungen des linken Dipolarms 31 und des rechten Dipolarms 32 führt.
  • 3 zeigt eine Dipolantenne 50 mit einem Koaxialkabel 5, das mit einer Dipolantenne unter Verwendung eines Baluns 50 vom Typ IEEE verbunden ist, welches mitunter als ein Balun vom Typ III bezeichnet wird, wie in Antennas, dritte Ausgabe, Kraus et al., McGraw Hill, Kapitel 3, ausgeführt ist. Die Dipolantenne bildet eine symmetrische Ladung (oder Quelle). Das Koaxialkabel 5 ist mit einer nicht-symmetrischen Quelle (oder Ladung) verbunden und wird an einer Verbindung 51, die eine gewindete Verbindung vom Schraubentyp sein kann, mit dem Balun 50 vom Typ IEEE verbunden. Das Balun 50 vom Typ IEEE weist ein koaxiales Hauptsegment mit einem äußeren Koaxialleiter 65 und einem inneren Koaxialleiter 66 auf. Der äußere Koaxialleiter 65 ist elektrisch mit einem rechten Dipolschenkel 52 verbunden. Der innere Koaxialleiter 66 ist über einen Draht 57 elektrisch mit einem linken Dipolschenkel 51 verbunden. Das Balun 50 vom Typ IEEE weist zudem einen Leiter 55 auf, der elektrisch mit dem linken Dipolschenkel 51 verbunden ist. Das IEEE-Balun 50 ist eine Induktanzspule einer viertel Wellenlänge. Der Leiter 55 ist im Allgemeinen parallel zum Koaxialkabel angeordnet. Eine Gleitstange 58 verbindet ein unteres Ende des Leiters 55 mit dem äußeren Koaxialleiter 65.
  • Die Gleitstange 58 verursacht einen Kurzschluss, was eine unendliche Impedanz über die Endungen des linken Dipolarms 51 und rechten Dipolarms 52 hervorruft.
  • Die Induktanzspule einer viertel Wellenlänge jeweils der 2 und 3 dient zur Minderung des Gleichtaktstroms. Konventionelle Baluns, die mit Dipolantennen verwendet werden, vermeiden allerdings nicht die Strahlungsverbindung zwischen einem Koaxialkabel und der Dipolantenne und eliminieren den Gleichtaktstrom nicht vollständig. Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Verbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Dipolantenne.
  • Die US 2,473,328 offenbart einen Leitungsentzerrer-Umrichter, in dem eine nicht-symmetrische Leitung mit symmetrischen Koaxialleitungsabschnitten parallel verbunden ist, so dass die symmetrischen Leitungen über die nicht-symmetrische Leitungen elektrisch parallel zueinander sind.
  • Die US 5,977,842 offenbart ein transformierendes Balun, das drei parallele Koaxialkabelsegmente aufweist, welche verbunden sind, um ein Impedanz-Umformungsverhältnis von 9:1 zu liefern.
  • Die GB 1.092.407 offenbart ein Balun, das drei Bezugsleiter aufweist, von denen zwei koaxiale Signalleiter haben, welche die Verbindung einer nicht-symmetrischen Leitung mit einer symmetrischen Dipolantenne ermöglichen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird eine symmetrische Dipolantenne bereitgestellt, die einen linken Dipolarm, welcher ein mittiges Ende aufweist, einen rechten Dipolarm, welcher ein mittiges Ende aufweist, ein Koaxialkabel, welches einen äußeren Leiter und einen einzelnen inneren Leiter sowie ein oberes Ende, welches zwischen den mittigen Enden des linken und rechten Dipolarms elektrisch angeordnet ist, eine linke Stichleitung, welche den linken Dipolarm und das Koaxialkabel verbindet, und eine rechte Stichleitung, welche den rechten Dipolarm und das Koaxialkabel verbindet, umfasst.
  • Die Struktur der symmetrischen Dipolantenne verhindert im Wesentlichen eine Strahlungsverbindung zwischen dem Koaxialkabel und dem linken und rechten Dipolarm und verhindert im Wesentlichen einen Gleichtaktstrom zwischen dem Koaxialkabel und dem linken und rechten Dipolarm.
  • In einem weiteren Aspekt dieser Erfindung werden die linke und rechte Stichleitung jeweils aus Längen des Koaxialkabels gebildet. In diesem Fall weist eine der linken und rechten Stichleitung einen inneren Leiter auf, der mit dem inneren Leiter des Koaxialkabels elektrisch verbindet, und die andere der linken und rechten Stichleitung weist einen inneren Leiter auf, der mit dem äußeren Leiter des Koaxialkabels elektrisch verbindet.
  • In noch einem anderen Aspekt dieser Erfindung werden die linke und rechte Stichleitung aus metallischem Material gebildet. In diesem Fall wird der innere Leiter des Koaxialkabels mit einem des linken und rechten Dipolarms verbunden und wird der äußere Leiter des Koaxialkabels mit dem anderen des linken und rechten Dipolarms verbunden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung umfasst eine Dipolantenne einen linken Dipolarm, einen rechten Dipolarm, ein Koaxialkabel und Mittel zum Verbinden des Koaxialkabels mit dem linken und rechten Dipolarm, um im Wesentlichen den Gleichtaktstrom und die Strahlungsverbindung zwischen dem Koaxialkabel und dem linken und rechten Dipolarm zu vermeiden.
  • Gemäß einem noch anderen Aspekt dieser Erfindung wird ein symmetrisches Balun vorgesehen, das eine linke Stichleitung zum Verbinden mit einem linken Arm einer Dipolantenne, eine rechte Stichleitung zum Verbinden mit einem rechten Arm einer Dipolantenne und einen zentralen Arm zum Verbinden mit einem Koaxialkabel umfasst, wobei der zentrale Arm einen inneren Leiter und einen äußeren Leiter aufweist.
  • Es wird nicht beabsichtigt, dass die Erfindung hier vollständig zusammengefasst wird. Stattdessen werden weitere Merkmale, Aspekte und Vorzüge der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt oder gehen daraus hervor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches direkt mit einer Dipolantenne des Standes der Technik verbunden ist,
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches mit einer Dipolantenne unter Verwendung eines Ro berts-Baluns des Standes der Technik verbunden ist,
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches mit einer Dipolantenne unter Verwendung eines Baluns vom Typ IEEE des Standes der Technik verbunden ist,
  • 4 ist ein Diagramm, das ein Kandelaber-Balun und einen Transformator des Standes der Technik darstellt,
  • 5 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel darstellt, welches mit einer Dipolantenne verbunden ist, die ein symmetrisches Balun verwendet,
  • 6 ist ein Diagramm, das einen teleskopischen Dipolschenkel zeigt,
  • 7 ist ein Diagramm, das eine Kurzschluss-Gleitstange zeigt, und
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches mit einer Dipolantenne unter Verwendung einer weiteren Ausführungsform eines symmetrischen Baluns verbunden ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 4 zeigt ein Kandelaber-Balun und einen Transformator 70 des Standes der Technik, die durch ein spezielles doppeladriges Kabel mit einem äußeren Leiter 85 und zwei inneren Leitern gespeist wird, wie in Antennas, dritte Ausgabe, Kraus et al., MacGraw Hill, Kapitel 23, erläutert ist. Das doppeladrige Kabel bildet den zentralen Arm einer Kandelaberstruktur, die zudem einen linken Arm mit einem linken äußeren Leiter 75 und einen rechten Arm mit einem rechten äußeren Leiter 95 aufweist.
  • Der linke äußere Leiter 75 und der rechte äußere Leiter 95 sind elektrisch mit dem äußeren Leiter 85 unterhalb einer Gleitstange 78 verbunden. Die Gleitstange 78 ruft einen Kurzschluss zwischen den äußeren Leitern 75, 85, 95 hervor.
  • Ein mittiges Segment mit dem äußeren Leiter 78 ist am Zentrum der Kandelaberstruktur in der Nähe des oberen Endes des äußeren Leiters 85 angeordnet. Das untere Ende des äußeren Leiters 78 ist nicht elektrisch mit der Gleistange 78 verbunden.
  • Ein innerer Leiter 86 des doppeladrigen Kabels fährt bis zum oberen Ende des äußeren Leiters 85 fort.
  • Ein innerer Leiter 76 des doppeladrigen Kabels mündet in den linken Arm der Kandelaberstruktur.
  • Ein Leiter 79 weist eine U-Form auf und ist innerhalb des linken Arms der Kandelaberstruktur und innerhalb des zentralen Arms der Kandelaberstruktur angeordnet.
  • Der rechte Arm der Kandelaberstruktur weist einen inneren Leiter 96 auf.
  • Das mittige Segment der Kandelaberstruktur weist einen inneren Leiter 84 auf.
  • Ein Draht 77 verbindet die inneren Leiter 76 und 79 des linken Arms der Kandelaberstruktur mit dem inneren Leiter 84 des mittigen Segments der Kandelaberstruktur.
  • Ein Draht 87 verbindet die inneren Leiter 86 und 79 des speziellen doppeladrigen Kabels, das den zentralen Arm der Kandelaberstruktur bildet, mit dem inneren Leiter 96 des rechten Arms der Kandelaberstruktur.
  • Das Kandelaber-Balun und der Transformator 70 liefern ein Transformationsverhältnis von 4:1. Durch Hinzufügen von weiteren Armen, und zwar insgesamt drei Armen auf jeder Seite des zentralen Arms, wird ein Transformationsverhältnis von 9:1 geliefert. Eine Gesamtzahl an Armen auf jeder Seite des zentralen Arms liefert ein Transformationsverhältnis von 16:1.
  • Nunmehr werden Ausführungsformen einer symmetrischen Dipolantenne erläutert.
  • Eine symmetrische Dipolantenne weist ein Koaxialkabel auf, das zwischen einer Ladung oder Quelle und dem linken und dem rechten Dipolarm verbunden ist, um im Wesentlichen einen Gleichtaktstrom und eine Strahlungsverbindung zwischen dem Koaxialkabel und dem linken und dem rechten Dipolarm zu vermeiden. Die Verbindung zwischen dem Quell-/Ladungs-Koaxialkabel und dem linken und dem rechten Dipolarm ist ein symmetrisches Balun, das einen zentralen Arm aufweist, welcher eine Verlängerung des Quell-/Ladungs-Koaxialkabels und der linken und der rechten Stichleitung ist.
  • Wenn die Stichleitungen Segmente des Koaxialkabels sind, sind die äußeren Leiter der linken und der rechten Stichleitung des symmetrischen Baluns jeweils mit dem linken und dem rechten Dipolarm verbunden und ist einer der inneren Leiter der linken und der rechten Stichleitung mit dem inneren Leiter des zentralen Arms verbunden, während der andere der inneren Leiter der linken und der rechten Stichleitung mit dem äußeren Leiter des zentralen Arms verbunden ist.
  • Wenn die Stichleitungen aus Metall sind, ist der innere Leiter des zentralen Arms elektrisch mit einem des linken und des rechten Dipolarms verbunden, während der äußere Leiter des zentralen Arms elektrisch mit dem anderen des linken und des rechten Dipolarms verbunden ist. Eine Gleitstange an der Basis der Stichleitungen verbindet die äußeren Leiter der linken und der rechten Stichleitung elektrisch mit dem zentralen Arm.
  • Nunmehr wird eine Dipolantenne beschrieben, die eine erste Ausführungsform eines symmetrischen Baluns gemäß der vorlie genden Erfindung verwendet.
  • 5 zeigt eine symmetrische Dipolantenne 100, die ein Koaxialkabel 5 aufweist, welches elektrisch mit einer Dipolantenne unter Verwendung des symmetrischen Baluns 110 verbunden ist. Die symmetrische Dipolantenne 100 kann für die Nutzung über verschiedene Frequenzen abgestimmt werden, beispielsweise über den Bereich von 300 MHz bis 1 GHz.
  • Die Dipolantenne bildet eine symmetrische Ladung (oder Quelle). Ein linker Dipolarm 101 und ein rechter Dipolarm 102 weisen jeweils eine Länge von etwas weniger als λ/4 auf, wobei λ die Freiraum-Wellenlänge einer Mittenfrequenz einer Bandbreite von Signalen ist, die empfangen oder übertragen werden. Dementsprechend beträgt die Gesamtlänge der symmetrischen Dipolantenne 100 unter Einschluss der Breite des symmetrischen Baluns 110 rund λ/2. Der linke und der rechte Dipolarm 101, 102 sind für die korrekte Wellenlänge einstellbar.
  • 6 ist ein Diagramm, das einen teleskopischen Dipolschenkel zeigt.
  • Ein Koaxialkabel 5 verbindet mit einer nicht-symmetrischen Quelle (oder Ladung) und ist an einer Verbindung 111, die eine gewindete Verbindung vom Schraubentyp sein kann, wie im kreisförmigen Einsatz der 5 gezeigt ist, mit einem symmetrischen Balun 110 verbunden.
  • Das symmetrische Balun 110 weist eine linke Stichleitung mit einem äußeren Koaxialleiter 105 und einem inneren Koaxialleiter 106, einen zentralen Versorgungsarm, der ein Koaxialkabel mit einem äußeren Koaxialleiter 115 und einem inneren Koaxialleiter 116 ist, und eine rechte Stichleitung mit einem äußeren Koaxialleiter 125 und einem inneren Koaxialleiter 126 auf.
  • Eine Gleitstange 108 ist an der Basis der linken und der rechten Stichleitung und des zentralen Arms angeordnet und ist elektrisch mit den äußeren Koaxialleitern 105, 115, 125 verbunden, was einen Kurzschluss hervorruft, um eine unendliche Impedanz über die Endungen des linken Dipolarms 101 und des rechten Dipolarms 102 zu liefern. Die Gleitstange 108 ist einstellbar, so dass die Höhe der Stichleitungen zwischen dem linken und rechten Dipolarm 101, 102 und der Gleitstange 108 rund λ/4 ist.
  • 7 ist ein Diagramm, das eine Kurzschluss-Gleitstange zeigt.
  • Ein innerer Koaxialleiter 116 erstreckt sich von einem oberen Ende des zentralen Arms zu einem unteren Ende des zentralen Arms. Eine Verbindung 111 ist an dem unteren Ende des zentralen Arms angeordnet und dient zur elektrischen Verbindung des inneren Koaxialleiters 116 des zentralen Arms mit dem inneren Koaxialleiter 16 des Koaxialkabels 5 und zur elektrischen Verbindung des äußeren Koaxialleiters 115 des zentralen Arms mit dem äußeren Koaxialleiter 15 des Koaxialkabels 5.
  • Innere Koaxialleiter 106, 126 erstrecken sich von einem oberen Ende der linken und der rechten Stichleitung nach unten bis ungefähr oberhalb der Stelle der Gleitstange 108. Die Höhe der inneren Koaxialleiter 106, 126 beträgt rund λg/4, wobei λg die Wellenlänge einer Mittenfrequenz eines Signals ist, das innerhalb der koaxialen Segmente des linken und rechten Arms empfangen oder übertragen wird.
  • Ein Draht 107 verbindet den inneren Koaxialleiter 106 des linken Arms elektrisch mit dem inneren Koaxialleiter 116 des zentralen Arms. Der innere Koaxialleiter 106 wird elektrisch mit dem linken Dipolarm 101 verbunden.
  • Ein Draht 117 verbindet den inneren Koaxialleiter 126 des rechten Arms mit dem äußeren Koaxialleiter 115 des zentralen Arms elektrisch. Der innere Koaxialleiter 126 ist elektrisch mit dem rechten Dipolarm 102 verbunden.
  • An dem oberen exponierten Ende des inneren Koaxialleiters 116 ist ein äußerer Koaxialleiter 105 der linken Stichleitung elektrisch mit einem linken Dipolarm 101 verbunden und ist ein äußerer Koaxialleiter 125 der rechten Stichleitung elektrisch mit einem rechten Dipolarm 102 verbunden.
  • Das symmetrische Balun 110 umfasst die linke und rechte Stichleitung und den zentralen Arm und die Gleitstange 108. Das symmetrische Balun 110 ist eine Induktanzspule einer viertel Wellenlänge.
  • Nunmehr wird eine Dipolantenne erläutert, die eine zweite Ausführungsform eines symmetrischen Baluns gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Koaxialkabel 5 zeigt, das elektrisch mit einer Dipolantenne 200 verbunden ist, welche ein symmetrisches Balun 210 verwendet. Das symmetrische Balun 210 ist ähnlich dem symmetrischen Balun 110 mit der Ausnahme, dass das Balun 210 metallische Stichleitungen auf jeder Seite seines zentralen koaxialen Arms verwendet, während das Balun 110 koaxiale Stichleitungen auf jeder Seite seines zentralen koaxialen Arms verwendet.
  • Die Dipolantenne bildet eine symmetrische Ladung (oder Quelle). Ein linker Dipolarm 211 und ein rechter Dipolarm 212 weisen jeweils eine Länge von etwas weniger als λ/4 auf, wobei λ die Freiraum-Wellenlänge einer Mittenfrequenz einer Bandbreite von Signalen ist, die empfangen oder übertragen werden. Dementsprechend beträgt die Gesamtlänge der symmetrischen Dipolantenne 200 unter Einschluss der Breite des symmetrischen Baluns 210 rund λ/2. Der linke und der rechte Dipolarm 211, 212 sind auf die korrekte Wellenlänge einstellbar.
  • Ein Leiter 217 verbindet den linken Dipolarm 211 mit einem äußeren Schirm 215 des zentralen Arms des symmetrischen Baluns 210. Ein Leiter 218 verbindet mit dem rechten Dipolarm 212, um einen zentralen Leiter 216 des zentralen Arms des symmetrischen Baluns 210 zu speisen.
  • Der zentrale Arm des symmetrischen Baluns 210 wird über einen Leiter 220, der eine gewindete Verbindung vom Schraubentyp sein kann, elektrisch mit dem Koaxialkabel 5 verbunden. Ein zentraler Leiter 16 des Koaxialkabels 5 steht mit dem speisenden zentralen Leiter 216 des zentralen Arms in elektrischem Kontakt. Ein äußerer Schirm 15 des Koaxialkabels 5 ist elektrisch mit einem äußeren Schirm 215 des zentralen Arms verbunden.
  • Eine linke metallische Stichleitung 213 und eine rechte metallische Stichleitung 214 weisen jeweils eine Länge von λ/4 auf und sind jeweils mit dem linken Dipolarm 211 und dem rechten Dipolarm 212 verbunden.
  • Eine Gleitstange 219 ist an der Basis der linken und der rechten Stichleitung und dem zentralen Arm angeordnet und verbindet die Leiter 213, 214, 215 elektrisch, wodurch ein Kurzschluss hervorgerufen wird, um eine unendliche Impedanz über die Endungen des linken Dipolarms 211 und des rechten Dipolarms 212 zu liefern. Die Gleitstange 219 ist einstellbar, so dass die Höhe der linken und rechten Stichleitung zwischen dem linken und rechten Dipolarm 211, 212 und der Gleitstange 219 rund λ/4 beträgt.
  • Zur Messung der Effizienz der Gleichtaktstrom-Induktanzspule wurde eine symmetrische Dipolantenne 200 konstruiert, welche das symmetrische Balun 210 mit einstellbaren teleskopischen Armen 211, 212 verwendet. Die Länge der teleskopischen Arme 211 und die Position der Kürzungsstange 219 wurden angepasst, um den Gleichtaktstrom der Dipolantenne 200 bei der Betriebsfrequenz zu minimieren.
  • Die Dipolantenne 200 und eine im Handel erhältliche Dipolan tenne mit einer abstimmbaren Frequenz gemäß 2 wurden in einer schalltoten Testkammer getestet. Eine horizontalvertikale Messantenne befand sich an einem Ende der Kammer, am gegenüberliegenden Ende befanden sich eine horizontale Dipolantenne 200 und eine vertikale Dipolantenne 200, die kreuzweise angeordnet und auf einem Trägermast angebracht waren. Alternativ wurde eine horizontale, im Handel erhältliche Dipolantenne gemäß 2 und eine vertikale, im Handel erhältliche Dipolantenne gemäß 2 kreuzweise angeordnet und auf einem Trägermast in der Kammer angebracht. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die vertikalen und horizontalen Zahlen stellen den in dB gemessenen Pfadverlust dar. Die Unterschiedszahlen sind einfach die Differenz zwischen dem vertikalen Pfadverlust und dem horizontalen Pfadverlust. Tabelle 1
    Messungen in dB Frequenz (MHz) 730 764 799 822 915 1000
    Im Handel erhältlicher Dipol Vertikal - 53,7 - 51,1 - 50,5 - 50,3 - 49,2 - 49,1
    Horizontal - 53,3 - 52,1 - 51,7 - 51,4 - 48,9 - 49,6
    Differenz –0,4 1,0 1,2 1,1 –0,3 0,5
    Symmetrischer Dipol 200 Vertikal - 53, 1 - 51,7 - 50,2 - 50 - 47,6 - 48,5
    Horizontal - 53,1 - 52,2 - 50,4 - 50,5 - 48,1 - 48,7
    Differenz 0,0 0,5 0,2 0,5 0,5 0,2
  • Die Tabelle 1 zeigt, dass die symmetrische Dipolantenne 200 weniger Pfadverlust (höhere Verstärkung) und eine geringere Differenz bei der vertikalen und horizontalen Pfadverlustdifferenz aufweist; die Pfadverlustdifferenz wird durch den Gleichtaktstrom auf dem Versorgungskabel verursacht. Bei einer Frequenz von 750 MHz ist die symmetrische Dipolantenne 200 absolut symmetrisch. Die Tabelle 1 zeigt, dass die symmetrische Dipolantenne 200 im Wesentlichen die Strahlungsverbindung und den Gleichtaktstrom eliminiert.

Claims (21)

  1. Symmetrische Dipolantenne (100), umfassend: einen linken Dipolarm (101), der ein mittiges Ende aufweist, einen rechten Dipolarm (102), der ein mittiges Ende aufweist, ein Koaxialkabel, das einen äußeren Leiter (115) und einen einzelnen inneren Leiter (116) sowie einen oberes Ende, welches zwischen den mittigen Enden des linken und des rechten Dipolarms (101, 102) elektrisch angeordnet ist, aufweist, eine linke Stichleitung, welche den linken Dipolarm und das Koaxialkabel verbindet, und eine rechte Stichleitung, welche den rechten Dipolarm und das Koaxialkabel verbindet, wobei eine der rechten und der linken Stichleitung einen inneren Leiter (106), welcher den inneren Leiter (116) des Koaxialkabels elektrisch verbindet, aufweist und die andere der rechten oder linken Stichleitung einen inneren Leiter (126), welcher den äußeren Leiter (115) des Koaxialkabels verbindet, aufweist.
  2. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die linke und die rechte Stichleitung mit entsprechender Länge des Koaxialkabels ausgebildet sind.
  3. Symmetrische Dipolantenne Anspruch 1, wobei die linke und die rechte Stichleitung aus metallischem Material ausgebildet sind.
  4. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Stab (108), welcher die linke Stichleitung, die rechte Stichleitung und das Koaxialkabel elektrisch verbindet.
  5. Symmetrische Dipolantenne Anspruch 4, wobei der Stab entlang des Koaxialkabels verschiebbar ist.
  6. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die Länge des linken und des rechten Dipolarms einstellbar sind.
  7. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die Länge des linken und des rechten Dipolarms geringfügig kleiner ist als λ/4, wobei λ die Freiraum-Wellenlänge einer Mittenfrequenz eines empfangenen oder übertragenen Signals ist.
  8. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die Höhe der linken und der rechten Stichleitung ungefähr λ/4 ist, wobei λ die Freiraum-Wellenlänge einer Mittenfrequenz in einer Bandbreite von empfangenen oder übertragenen Signalen ist.
  9. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die linke und die rechte Stichleitung im Wesentlichen eine Strahlungsverbindung zwischen dem Koaxialkabel und dem linken sowie dem rechten Dipolarm vermeidet.
  10. Symmetrische Dipolantenne nach Anspruch 1, wobei die linke und die rechte Stichleitung im Wesentlichen Gleichtaktstrom zwischen dem Koaxialkabel und dem linken sowie dem rechten Dipolarm vermeidet.
  11. Symmetrisches Balun (110), umfassend: Eine linke Stichleitung zum Verbinden mit einem linken Arm (101) einer Dipolantenne, eine rechte Stichleitung zum Verbinden mit einem rechten Arm (102) einer Dipolantenne, und einen zentralen Arm zum Verbinden mit einem Koaxialkabel (5), wobei der zentrale Arm einen inneren Leiter (116) und einen äußeren Leiter (115) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die linke und die rechte Stichleitung jeweils innere Leiter aufweisen und einer (106) der inneren Leiter der linken und der rechten Stichleitung mit dem inneren Leiter (116) des zentralen Arms verbunden ist, während der andere (126) der inneren Leiter der linken und der rechten Stichleitung mit dem äußeren Leiter (115) des zentralen Arms verbunden ist.
  12. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, wobei die linke und die rechte Stichleitung mit entsprechender Länge des Koaxialkabels ausgebildet sind.
  13. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, wobei die linke und die rechte Stichleitung jeweils äußere Leiter, die entsprechend mit dem linken und dem rechten Dipolarm verbunden sind, aufweisen.
  14. Symmetrisches Balun Anspruch 11, wobei die linke und die rechte Stichleitung aus metallischem Material gebildet sind.
  15. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, weiterhin umfassend einen Stab (108) an der Basis der linken und der rechten Stichleitung und des zentralen Arms zum elektrischen Verbinden der linken und der rechten Stichleitung sowie des zentralen Arms.
  16. Symmetrisches Balun Anspruch 15, wobei der Stab entlang der Länge der linken und der rechten Stichleitung verschiebbar ist.
  17. Symmetrisches Balun nach Anspruch 15, wobei jede/s der linken und der rechten Stichleitung sowie des zentralen Arms einen äußeren Leiter aufweist und der Stab (108) die äußeren Leiter der linken und der rechten Stichleitung (105, 125) und den zentralen Arm (115) elektrisch verbindet.
  18. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, weiterhin umfassend einen Verbinder (111) zum Verbinden des zentralen Arms mit einem Koaxialkabel.
  19. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, wobei die Höhe der linken und der rechten Stichleitung ungefähr λ/4 ist, wobei λ die Freiraum-Wellenlänge einer Mittenfrequenz in einer Bandbreite von empfangenen oder übertragenen Signalen ist.
  20. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, wobei die linke und die rechte Stichleitung im Wesentlichen eine Strahlungsverbindung zwischen dem Koaxialkabel und dem linken sowie dem rechten Dipolarm vermeidet.
  21. Symmetrisches Balun nach Anspruch 11, wobei die linke und die rechte Stichleitung im Wesentlichen Gleichtaktstrom zwischen dem Koaxialkabel und dem linken sowie dem rechten Dipolarm vermeidet.
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