Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
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.The
The present invention relates to a symmetrical dipole antenna
and especially on a balanced balun with a coaxial cable
and a dipole antenna is used.
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. 1 shows a dipole antenna 10 that is a coaxial cable 5 having an outer coaxial conductor 15 and an inner coaxial conductor 16 which has a dipole antenna with a left dipole leg 11 and a right dipole leg 12 are used. The outer coaxial conductor 15 is with the right dipole leg 12 connected. The inner coaxial conductor 16 is over a wire 17 with the left dipole leg 11 connected.
In
dem hier verwendeten Sinne sowie. in den Ansprüchen umfasst "Verbindung" eine Strahlungsverbindung
und eine direkte elektrische Verbindung.In
as used here. in the claims, "compound" includes a radiation compound
and a direct electrical connection.
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.There
an isotropic antenna is physically impossible, the antenna gain is against
measured a standard dipole antenna and will the results in
Decibels over
given a dipole (dBd).
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.At
the outside
the coaxial line flows
Common mode current, which is the efficiency of a pure dipole radiation pattern
reduced. additionally
this is common mode current through a radiation connection between
caused the dipole antenna and an external coaxial cable. Of the
biggest part
the distortion of the dipole antenna pattern is due to the common mode current flow
to feed back the
caused by the line imbalance of the structure, and
a minor part of the distortion is due to a radiation connection
due.
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.to
To reduce the common mode current flow, a balun is used.
A balun acts as a transformer, which is a balanced two-wire line
connects to a non-balanced coaxial line.
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. 2 shows a dipole antenna 30 with a coaxial cable 5 connected to a dipole antenna, which is a Roberts balun 40 used. The dipole antenna forms a symmetrical charge (or source). The coaxial cable 5 is connected to a non-symmetrical source (or charge) and is connected to a connection 41 , which may be a threaded screw type connection, with the Roberts balun 40 connected. The Roberts Balun 40 has a coaxial main segment that has an outer coaxial conductor 45 and an inner coaxial conductor 46 having. The outer coaxial conductor 45 is with a right dipole leg 32 connected. The Roberts Balun 40 also has a short coaxial cable segment with an outer conductor 35 and an inner conductor 36 on. The Roberts Balun 40 is an inductance coil of a quarter wavelength. The outer coaxial conductor 35 is with the left dipole leg 31 connected. The inner coaxial conductors 35 and 45 are at their upper ends over a wire 37 connected and to the left dipole legs 31 coupled.
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.A sliding bar 38 connects the lower end of the outer coaxial conductor 35 with the outer coaxial conductor 45 , The sliding bar 38 causes a short circuit, resulting in an infinite impedance across the endings of the left dipole arm 31 and the right dipole arm 32 leads.
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. 3 shows a dipole antenna 50 with a coaxial cable 5 Using a dipole antenna using a balun 50 of type IEEE, sometimes referred to as a type III balun, as set forth in Antennas, Third Edition, Kraus et al., McGraw Hill, Chapter 3. The dipole antenna forms a symmetrical charge (or source). The coaxial cable 5 is connected to a non-symmetrical source (or charge) and is connected to a connection 51 , which may be a screw-type threaded connection, with the balun 50 IEEE type connected. The balun 50 IEEE type has a coaxial main segment with an outer coaxial conductor 65 and an inner coaxial conductor 66 on. The outer coaxial conductor 65 is electric with a right dipole leg 52 connected. The inner coaxial conductor 66 is over a wire 57 electrically with a left dipole leg 51 connected. The balun 50 IEEE also has a ladder 55 which is electrically connected to the left dipole leg 51 connected is. The IEEE balun 50 is an inductance coil of a quarter wavelength. The leader 55 is generally arranged parallel to the coaxial cable. A sliding bar 58 connects a lower end of the conductor 55 with the outer coaxial conductor 65 ,
Die
Gleitstange 58 verursacht einen Kurzschluss, was eine unendliche
Impedanz über
die Endungen des linken Dipolarms 51 und rechten Dipolarms 52 hervorruft.The sliding bar 58 causes a short circuit, giving an infinite impedance across the endings of the left dipole arm 51 and right dipole arm 52 causes.
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.The inductance coil of a quarter wavelength each of the 2 and 3 serves to reduce the common mode current. However, conventional baluns used with dipole antennas do not avoid the radiation connection between a coaxial cable and the dipole antenna and do not completely eliminate the common mode current. Accordingly, there is a need for an improved connection between a coaxial cable and a dipole antenna.
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.The US 2,473,328 discloses a line equalizer converter in which a non-balanced line is connected in parallel with balanced coaxial line sections such that the balanced lines are electrically parallel to each other via the non-balanced lines.
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.The US 5,977,842 discloses a transforming balun having three parallel coaxial cable segments connected to provide an impedance conversion ratio of 9: 1.
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.The GB 1,092,407 discloses a balun having three reference conductors, two of which have coaxial signal conductors that allow connection of a non-balanced line to a balanced dipole antenna.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
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.According to one
Aspect of this invention, a symmetrical dipole antenna is provided,
a left dipole arm having a central end, a
right dipole arm, which has a central end, a coaxial cable,
which is an outer conductor
and a single inner conductor and an upper end which
between the central ends of the left and right dipole arms
is arranged, a left branch line, which the left Dipolarm
and the coaxial cable connects, and a right stub, which
the right dipole arm and the coaxial cable connects.
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.The
Structure of the symmetrical dipole antenna essentially prevents
a radiation connection between the coaxial cable and the left
and right dipole arm and substantially prevents common mode current
between the coaxial cable and the left and right dipole arm.
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
Another aspect of this invention is the left and right
Stub line respectively from lengths of
Coaxial cable formed. In this case, one of the left and
right stub on an inner ladder, with the inner
Conductor of the coaxial cable connects electrically, and the other of the
left and right stub line has an inner conductor,
the one with the outer conductor
of the coaxial cable electrically connects.
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.In
Yet another aspect of this invention is the left and
right stub formed of metallic material. In this
Case will be the inner conductor of the coaxial cable with one of the left
and right dipole arm and becomes the outer conductor of the coaxial cable
connected to the other of the left and right dipole arms.
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.According to one
Another aspect of this invention includes a dipole antenna
left dipole arm, a right dipole arm, a coaxial cable and means
for connecting the coaxial cable to the left and right dipole arms,
essentially the common mode current and the radiation connection
between the coaxial cable and the left and right dipole arm
avoid.
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.According to one
Still another aspect of this invention will be a balanced balun
provided that a left branch line for connecting to a
left arm of a dipole antenna, a right stub to connect
with a right arm of a dipole antenna and a central arm
includes for connecting to a coaxial cable, wherein the central
Arm having an inner conductor and an outer conductor.
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.It
It is not intended that the invention be fully summarized here
becomes. Instead, further features, aspects, and benefits of the invention will become apparent
from the description below and the drawings
or come out of it.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 ist
ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches direkt mit einer
Dipolantenne des Standes der Technik verbunden ist, 1 Fig. 4 is a diagram showing a coaxial cable directly connected to a dipole antenna of the prior art;
2 ist
ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches mit einer Dipolantenne
unter Verwendung eines Ro berts-Baluns des Standes der Technik verbunden
ist, 2 Figure 12 is a diagram showing a coaxial cable using a dipole antenna associated with a prior art ro berts balun,
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, 3 Fig. 4 is a diagram showing a coaxial cable connected to a dipole antenna using a prior art type IEEE balun;
4 ist
ein Diagramm, das ein Kandelaber-Balun und einen Transformator des
Standes der Technik darstellt, 4 Figure 3 is a diagram illustrating a candelabra balun and a prior art transformer.
5 ist
ein Diagramm, das ein Koaxialkabel darstellt, welches mit einer
Dipolantenne verbunden ist, die ein symmetrisches Balun verwendet, 5 Figure 4 is a diagram illustrating a coaxial cable connected to a dipole antenna using a balanced balun;
6 ist
ein Diagramm, das einen teleskopischen Dipolschenkel zeigt, 6 is a diagram showing a telescopic dipole leg,
7 ist
ein Diagramm, das eine Kurzschluss-Gleitstange zeigt, und 7 FIG. 13 is a diagram showing a short-circuited sliding bar, and FIG
8 ist
ein Diagramm, das ein Koaxialkabel zeigt, welches mit einer Dipolantenne
unter Verwendung einer weiteren Ausführungsform eines symmetrischen
Baluns verbunden ist. 8th Fig. 12 is a diagram showing a coaxial cable connected to a dipole antenna using another embodiment of a balanced balun.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
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. 4 shows a candelabra balun and a transformer 70 of the prior art, by a special double-core cable with an outer conductor 85 and two inner conductors, as discussed in Antennas, Third Edition, Kraus et al., MacGraw Hill, Chapter 23. The double-core cable forms the central arm of a candelabra structure, which also has a left arm with a left outer conductor 75 and a right arm with a right outer conductor 95 having.
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.The left outer conductor 75 and the right outer conductor 95 are electrical with the outer conductor 85 below a slide bar 78 connected. The sliding bar 78 gets a short circuit between the outer conductors 75 . 85 . 95 out.
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.A central segment with the outer conductor 78 is at the center of the candelabrum structure near the top of the outer conductor 85 arranged. The lower end of the outer conductor 78 is not electric with the Gleistange 78 connected.
Ein
innerer Leiter 86 des doppeladrigen Kabels fährt bis
zum oberen Ende des äußeren Leiters 85 fort.An inner conductor 86 of the twin-core cable goes to the top of the outer conductor 85 continued.
Ein
innerer Leiter 76 des doppeladrigen Kabels mündet in
den linken Arm der Kandelaberstruktur.An inner conductor 76 of the double-core cable opens into the left arm of the candelabra structure.
Ein
Leiter 79 weist eine U-Form auf und ist innerhalb des linken
Arms der Kandelaberstruktur und innerhalb des zentralen Arms der
Kandelaberstruktur angeordnet.A leader 79 has a U-shape and is disposed within the left arm of the candelabra structure and within the central arm of the candelabra structure.
Der
rechte Arm der Kandelaberstruktur weist einen inneren Leiter 96 auf.The right arm of the candelabra structure has an inner conductor 96 on.
Das
mittige Segment der Kandelaberstruktur weist einen inneren Leiter 84 auf.The central segment of the candelabra structure has an inner conductor 84 on.
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.A wire 77 connects the inner ladder 76 and 79 of the left arm of the candelabra structure with the inner conductor 84 the central segment of the candelabra structure.
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.A wire 87 connects the inner ladder 86 and 79 of the special double-core cable, which forms the central arm of the candelabra structure, with the inner conductor 96 the right arm of the candelabra structure.
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.The candelabra balun and the transformer 70 deliver a transformation ratio of 4: 1. By adding more arms, a total of three arms on each side of the central arm, a transformation ratio of 9: 1 is provided. A total of arms on each side of the central arm provides a transformation ratio of 16: 1.
Nunmehr
werden Ausführungsformen
einer symmetrischen Dipolantenne erläutert.Now
become embodiments
a symmetrical dipole antenna explained.
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.A symmetrical dipole antenna has a coaxial cable connected between a charge or source and the left and right dipole arms to provide a common mode current and a common mode current Avoid radiation connection between the coaxial cable and the left and right dipole arm. The connection between the source / charge coaxial cable and the left and right dipole arms is a balanced balun having a central arm which is an extension of the source / charge coaxial cable and the left and right stub lines.
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.If
the stubs are segments of the coaxial cable, the outer conductors are
the left and right stubs of the symmetrical balun
connected to the left and right dipole arms and is
one of the inner conductors of the left and right stub lines
connected to the inner conductor of the central arm, while the
others of the inner conductors of the left and right stubs
with the outer conductor
the central arm is connected.
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.If
the stubs are metal, the inner conductor is the central one
Arms electrically connected to one of the left and right dipole arms,
while
the outer conductor
of the central arm electrically with the other of the left and
right dipole arm is connected. A sliding bar at the base of the
Stub lines connect the outer conductors
the left and right stubs electrically with the central arm.
Nunmehr
wird eine Dipolantenne beschrieben, die eine erste Ausführungsform
eines symmetrischen Baluns gemäß der vorlie genden
Erfindung verwendet.Now
a dipole antenna is described, which is a first embodiment
a symmetrical balun according to the present invention
Invention used.
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. 5 shows a symmetrical dipole antenna 100 that is a coaxial cable 5 which is electrically connected to a dipole antenna using the balanced balun 110 connected is. The symmetrical dipole antenna 100 can be tuned for use over different frequencies, for example over the range of 300 MHz to 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.The dipole antenna forms a symmetrical charge (or source). A left dipole arm 101 and a right dipole arm 102 each have a length of slightly less than λ / 4, where λ is the free space wavelength of a center frequency of a bandwidth of signals received or transmitted. Accordingly, the total length of the symmetrical dipole antenna 100 including the width of the symmetrical balun 110 around λ / 2. The left and right dipole arms 101 . 102 are adjustable for the correct wavelength.
6 ist
ein Diagramm, das einen teleskopischen Dipolschenkel zeigt. 6 is a diagram showing a telescopic dipole leg.
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.A coaxial cable 5 connects to a non-symmetric source (or charge) and is connected 111 , which can be a threaded connection of the screw type, as in the circular use of 5 is shown with a symmetrical balun 110 connected.
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.The symmetrical balun 110 has a left stub with an outer coaxial conductor 105 and an inner coaxial conductor 106 , a central supply arm, which is a coaxial cable with an outer coaxial conductor 115 and an inner coaxial conductor 116 is, and a right stub with an outer coaxial conductor 125 and an inner coaxial conductor 126 on.
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.A sliding bar 108 is disposed at the base of the left and right stubs and the central arm, and is electrically connected to the outer coaxial conductors 105 . 115 . 125 which causes a short circuit to an infinite impedance across the endings of the left dipole arm 101 and the right dipole arm 102 to deliver. The sliding bar 108 is adjustable, so that the height of the stubs between the left and right dipole arm 101 . 102 and the slide bar 108 around λ / 4.
7 ist
ein Diagramm, das eine Kurzschluss-Gleitstange zeigt. 7 is a diagram showing a short-circuiting bar.
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.An inner coaxial conductor 116 extends from an upper end of the central arm to a lower end of the central arm. A connection 111 is arranged at the lower end of the central arm and serves for electrical connection of the inner coaxial conductor 116 of the central arm with the inner coaxial conductor 16 of the coaxial cable 5 and for the electrical connection of the outer coaxial conductor 115 of the central arm with the outer coaxial conductor 15 of the coaxial cable 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.Inner coaxial conductor 106 . 126 extend downwardly from an upper end of the left and right stub lines to approximately above the location of the slide bar 108 , The height of the inner coaxial conductor 106 . 126 is about λ g / 4, where λ g is the wavelength of a center frequency of a signal that is within the coaxial segments of the left and right arms is received or transmitted.
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.A wire 107 connects the inner coaxial conductor 106 the left arm is electrically connected to the inner coaxial conductor 116 of the central arm. The inner coaxial conductor 106 becomes electrically with the left dipole arm 101 connected.
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.A wire 117 connects the inner coaxial conductor 126 of the right arm with the outer coaxial conductor 115 of the central arm electrically. The inner coaxial conductor 126 is electric with the right dipole arm 102 connected.
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.At the upper exposed end of the inner coaxial conductor 116 is an outer coaxial conductor 105 the left stub electrically with a left dipole arm 101 connected and is an outer coaxial conductor 125 the right stub electrically with a right dipole arm 102 connected.
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.The symmetrical balun 110 includes the left and right stub and the central arm and the slide bar 108 , The symmetrical balun 110 is an inductance coil of a quarter wavelength.
Nunmehr
wird eine Dipolantenne erläutert,
die eine zweite Ausführungsform
eines symmetrischen Baluns gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet.Now
a dipole antenna is explained,
a second embodiment
a symmetrical balun according to the present invention
Invention used.
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. 8th is a diagram showing a coaxial cable 5 shows that electrically with a dipole antenna 200 which is a balanced balun 210 used. The symmetrical balun 210 is similar to the symmetrical balun 110 with the exception that the balun 210 metallic stubs are used on each side of its central coaxial arm, while the balun 110 coaxial stubs used on each side of its central coaxial arm.
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.The dipole antenna forms a symmetrical charge (or source). A left dipole arm 211 and a right dipole arm 212 each have a length of slightly less than λ / 4, where λ is the free space wavelength of a center frequency of a bandwidth of signals received or transmitted. Accordingly, the total length of the symmetrical dipole antenna 200 including the width of the symmetrical balun 210 around λ / 2. The left and right dipole arms 211 . 212 are adjustable to the correct wavelength.
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.A leader 217 connects the left dipole arm 211 with an outer screen 215 of the central arm of the symmetrical balun 210 , A leader 218 connects to the right dipole arm 212 to a central leader 216 of the central arm of the symmetrical balun 210 to dine.
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.The central arm of the symmetrical balun 210 is about a leader 220 which may be a screw-type threaded connection, electrically with the coaxial cable 5 connected. A central ladder 16 of the coaxial cable 5 stands with the dining central ladder 216 the central arm in electrical contact. An outer screen 15 of the coaxial cable 5 is electric with an outer screen 215 connected to the central arm.
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.A left metallic stub 213 and a right metallic stub 214 each have a length of λ / 4 and are each with the left dipole arm 211 and the right dipole arm 212 connected.
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.A sliding bar 219 is located at the base of the left and right stubs and the central arm and connects the conductors 213 . 214 . 215 electrically, causing a short circuit to an infinite impedance across the left end of the dipole arm 211 and the right dipole arm 212 to deliver. The sliding bar 219 is adjustable, so that the height of the left and right stub line between the left and right dipole arm 211 . 212 and the slide bar 219 around λ / 4.
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.To measure the efficiency of the common mode inductance inductor, a symmetrical dipole antenna was used 200 constructed, which is the symmetrical balun 210 with adjustable telescopic arms 211 . 212 used. The length of the telescopic arms 211 and the position of the cut bar 219 were adjusted to the common mode current of the dipole antenna 200 to minimize at the operating frequency.
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
The dipole antenna 200 and a commercially available dipole antenna with a tunable frequency according to 2 were tested in a soundproof test chamber. A horizontal vertical measuring antenna was at one end of the chamber, at the opposite end, was a horizontal dipole antenna 200 and a vertical dipole antenna 200 , which were arranged crosswise and mounted on a support pole. Alternatively, a horizontal, commercially available dipole antenna was made according to 2 and a vertical, commercially available dipole antenna according to 2 arranged crosswise and mounted on a support mast in the chamber. The test results are shown in Table 1. The vertical and horizontal numbers represent the path loss measured in dB. The difference numbers are simply the difference between the vertical path loss and the horizontal path loss. Table 1 Measurements in dB Frequency (MHz) 730 764 799 822 915 1000
Commercially available dipole Vertical - 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
difference -0.4 1.0 1.2 1.1 -0.3 0.5
Symmetrical dipole 200 Vertical - 53, 1 - 51.7 - 50.2 - 50 - 47.6 - 48.5
Horizontal - 53.1 - 52.2 - 50.4 - 50.5 - 48.1 - 48.7
difference 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.Table 1 shows that the symmetric dipole antenna 200 has less path loss (higher gain) and less difference in vertical and horizontal path loss difference; the path loss difference is caused by the common mode current on the supply cable. At a frequency of 750 MHz is the symmetrical dipole antenna 200 absolutely symmetrical. Table 1 shows that the symmetric dipole antenna 200 essentially eliminates the radiation connection and the common mode current.