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- Ant ennenanflrdnun; _ -Die Erfindung bezieht sich auf- eine Antennenanordnung
mit einem aktivere Speise- und/oder-Eäupfangesystem und mit in Haüptstrahluungsrichtung
vor dem Speise- und/öder _ Empfangssystem angeordneten und: jeweils auf' verschiedene:
"r'requerrzbereicrie abgestimmten Gruppen von als .Direktoren wirkenden Sekundärstrahlerelementen:
- ----Derartige Antennenanordnungen- werden insbesondere für `den Fernsehempfang
verwendet. Diese Antennenaxlordnungen sollerin ;der rage sein, unterschiedliche
insbesondere die Frequenzen äes UHF- und desVH.-F-Bereichs zu empfangen: Das aktive
Speise- und/oder Empfangssystem is-t dabei derart ausgebildet, d.aß es in beiden
Frequenzbereichen --wirksam ist, während die .als-. Direktoren Wirkenden aekuridärstrahlerelemerl-te
in einer Gruppe auf -den einen I!lrequenzbereich und in einer anderen Gruppe - auf-
den zweiten Prequenzeerezch abgestimmt -sind:. _ Es sind Antennenanordnungen bekannt,
hei _denen die-Sekundärstra.hlereletneri-te der--beiden Gruppen der verschiedenen
fzequei`heree@Yie ineinander geschachtelt auf einem einzigen `hragerohr der Antennerjänordnurigbefeatigt
sind:- Diese be_-kannten
Antennenanordnungen haben den weseriltQibPe#t41.1,chteil,
daß sie stark selektiv sind und daher nur eng begrenzte :Frequenzbereiche empfangen-können.
Die längeren Direktoren des unteren Frequenzbereichs haben einen starkenKopplungseinfluß
auf die kürzeren Direktoren des oberen Frequenzbereichs und wirken insbesondere
im oberen Frequenzbereich e:1s Reflektoren. Dadurch ergibt sich die starke Eingrenzung
der zu empfangenden Frequenzbereiche. Damit derartige Antennenanordnungen überhaupt
zufriedenstellend arbeiten können, muß einbestimmtes Längenverhältnis zwischen den
Direktoren der einzelnen Gruppen eingehalten werden. Der Anwendungsbereich solcher
Antennenanordnungen ist- daher außerordentlich eingeschränkt und die im allgemeinen
gewünschte Breitbandigkeit der Antennenanordnung kann mit Hilfe der bekannten Anordnung
der Sekundärstrahlerelemente nicht erzielt werden. Insbesondere für die im Inland
vorliegenden Frequenzverhältnisse ist eine derartige Antennenanordnung nicht brauchbar.
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Bei einer zweiten bekannten Form solcher Antennenanordnungen sind
die jeweils zu einem Frequenzbereich gehörenden Sekundärstrahlerelemente in jeweils
einer Reihe oder Ebene übereinander angeordnet. Daraus ergibt sich in baulicher
Hinsicht der T4achteil-, daß für jede Direktorreihe ein zusätzliches lragerohr bzw.
zusätzliche Stützelemente vorgesehen werden @müssen. Ferner ist es zur Vermeidung
einer nachteiligen Verkopplung der Direktorenebeilen der unterschiedlichen Frequenzbereiche
erforderlich, eiweh bestimmten erheblichen Abstand: der .Direktorenebenen einzuhalten.
Auch diese bekannte An.ten nenanordnung ist datier in ihrem Anwendungsbereich stark
eingeschränkt, eine gewünschte .3reitbandigkeit der bekannten Antennenanordnung
ist -nur bei einem verhältnismäßig großen Abstand der Direktorenebenen der einzelnen
Frequenzbereiche zu erreichen. Der Abstand der Direktorenreinen oder -gruppen ist
in jedem fall kritisch und führt entweder zu einer unerwünschten w elektivitüt der
Antennenanordnung oder zu einem erheblichezl 1'eileaufwand bzw. Raumbedarf der gesamten
Antennenanordnung.
"Es ist bereits -bei einer j%#@.tennenanordnung
für, eineneitizigen -Frequenzbereich bekamitgeworden, -ring- oder rahmenartige 2ekundärstrahler
zu verwenden, die dann in einer odermehreren Heinen vor dem aktiven Speise- und/oder
Empfangssystem angeordnet sind. Diese bekannte Antennenarlol-driurig entilält.leciiglich
diese- rahmenartigen Sek undärstrahlerelemente, die auf einen einzigen. Frequenzbereichabgestimmt
sind und zur Erzielung einer gewissen Bretbandigkeit innerhalb-dieses. einzigen
Frequenzbereichs - -dienen. sollen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung der
eingangs angegebenen Art, die also zum Empfang von wenigstens zwei Frequenzbereichen
geeignet ist, _ so zu gestalten, -daß eine möglichst große Breitbandigkeit dieser
Antenne erreictit wird und oe-der die Sekundärstranler ele-ueiite des einen Frequenzbereichs
-möglichst ,geringen I#influß auf die bmpfangseibenschaften der Sekundärstrahlerelemente
des arideren Frequenzbereichs haben. Die eingangs gescnilderten i@acnteile der bekannten
Antennenanordnungen für mehrere .Frequenzbereiche ,sollen dabei verilieden werden.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erre_ciit, daüdie üekundärstrahlerelemente
der auf den unteren Yrequenzbersich abgestimmten Gruppe in an sich be-Lariilter
@deise rahmenartig ausgebildet sind. Bei einer -Antenüenanordnung der- eingangs
angegeben Art, bei der also äie Grüppei, von Sekundärstrahlerelementeti für verschiedene
Frequenzbereiche bestimmt sind, wesentlicne Vorteile erzielt. Durch die rahmenartige
Ausbildung der Sekundärstrahlerelemente für den untere Frequenzbereich wird er=
reicht, daß bei voller Wirksamkeit dieser Sekundärstrahlereieillente als Direz:zorenliur
ein sehr geringer Teil der vollen Leiterlänge dieser Sekundärstrahlerelemente mit
den Direktorei des oberen Frecuerlzbereichs strahlungsgekoppelt ist',.und zwar praktisch
nur diejenigen Leiterabschnitte, die angenähert parallel zur Lbene der-Direktoren
des. oberen Frequenzoereichs verlaufen. Daraus ergibt sich aber der Vorteil., daß
eine beliebige Anzahl solcner rahmenartiger Sekundär strahl.erelerneiite auf der
Anteiineiiaijordnung-untergebracnt werden köni.Len",-- oYUne daß die hmiofarz5seifigeriscizaften
für den oberen
Frequenzbereich nachteilig beeinfluß werden könnten.
Dies hat aber die Polge, daß die Antennenanordnung nicht mehr auf ein bestimmtes
Frequenzverhältnis beschränkt ist, vielmehr können die Abmessungen und die Anzahl
der rahmenartigen Bekundärstrahlerelemente praktisch frei gewählt werden. Die Antenne
ist daher einerseits sehr breitbandig und weist andeferseits auch im unteren Frequenzbereich
ohne Beeinträchtigung der Empfangsverhältnisse im oberen Frequenzbereich optimale
Eigenschaften auf. Die Fertigung der-artiger rahmenartiger Sekundärstrahlerelemente
und deren Befestigung innerhalb der .Antennenanordnung ist sehr einfach, wie sich
insbesondere aus dem folgenden noch ergeben wird. Insgesamt wird der Vorteil erzielt,
daß die Anordnung der Sekundärstrahlerelemente gegenüber den bekannten Antennenanordnungen
wesentlich weniger kritisch fest und daher die Breitbandigkeit der Antenne, d.h.
deren Empfangsverhältnisse innerhalb der einzelnen Frequenzbereiche, wesentlich
verbessert wird.
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Eine besonders zweckmäßige Bauform der Antennenanordnung mit geringen
Abmessungen und gleichzeitig besonders guten elektrischen Eigenschaften wird nach
einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt= daß die rahmenartigen-Sek.ndärstrahlerelemente
mit ihrem Mittelpunkt wenigstens angenähert auf der mittleren Längsachse der Antennenanordnung
-angeordnet sind. Daraus ergibt sich einerseits der Vorteil eines.völlig symmetrischen
Aufbaus der Antennenanordnung, der sowohl die elektrischen Eigensch:after der Antennenanordnung
günstig beeinflußt als auch die Fertigung und die Montage der Antefme vereinfacht.
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hach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung .wird eine zweckmäßige
Bauform mit einfacher Herstellung der-rahmenartigen Sekundärstrahlerelemente-und
einfacher .Befestigung innerhalb der Antennenanordnung dadurch er.-. zielt, daß'
die rahmenartigen Sekundärstrahlerelemente als Ringelemente in Kreis-, Ellipsen-,
Quadrat-, Rechteck-oder Rombusform ausgebildet sind und mit Hilfe eines oder mehrerer
-Träger an dem in der mittlerem I,änngsachse der Antennenanordnung verlaufenden
gemeinsamen Tragerohr
befestigt sind. Der saetrische Aufbau kann.
hier verbunden werden mit einem besonders geringen -Teileaufwahd, da lediglich ein
einziges gemeinsames Tragerahr für sämtliche Sekundärstrahlerelemente vorgesehen
zu werden braucht.
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Für die Fertigung der rahmenartigen Sekundärstrahler: elemtente hat
es sich als besonders vorteilhaft erwiesen.. wenn: in weiterer Ausbildung der Erfindung
die Ringelemente aus einem Leiter geformt und dieser Leiter an 'wenigstens einer
Umfangsstelle unterbrochen ist. Auf diese. Weise kann jedes cingelement durch einfaches
Biegen. aus einem. gestreckten leitermaterial hergestellt werden-.:Bei richtiger
Anordnung der Unterbrechungsstelle oder Unterbrechungs-'stellen bleibt die-volle
Wirksamkeit als Direktoren er--halt en.@ -Sei einer Ausführungsform der Erfindung.
sind die Sekundärstrahlerelemente für den oberen Frequenzbereich., als stänförmige
Direktoren ausgebildet und an einem ge-_ ureinsamen Trage=ohr befestigt und ferner
die Ringelemente das Tragerohr umschließend ebenfalls an dem Tragerohr gehalten.
Hierdurch wird eine- einfache Kombination einer normalen Yagi-Antenne mit den rahmenartigen
Sekundärstrahlerelementen geschaffen. Die rahmenartigen Sekundär ählerelemente oder
Hingelemente können in einfacher Weise an dem°gemeinsamen Tragerohr gehalten werden:.
Eine weitere zweckmäßige Kombination. einer Grundantenne mit den rahmen'artgen Sekundäretrahlerelementen
wird dadurch geschaffen, daß die Sekundärstrahlerelemente für den oberen Frequenzbereich
in: mehreren Reihen: nebenund/öder übereinander isoliert an einem gemeinsamen Tragerohr
befestigt sind und-die Ringelemente das Tragerohr umschließend ebenfalls an dem
Tragerohr gehalten sind: Hierdurch kann- die volle Wirksamkeit einer Antenne mit
mehreren Reihen von Direktoren für den oberen Frequenzbereich .reit der vorteilhaften
breitbandigen Wirkung der-Sekundärstrahlerelemente für den unteren Frequenzbereich:
kombiniert werden, ohne daB es dazu eines besonders'groS®ü'Teileaufwands bedarf,
da 'sämtliche Direktoren'-an. dem geureinsamen Tragerohr gehalten sind. -Auch hierbei
wird dis rt -=_-völlige
Symmetrie des Aufbaue der Antenne -verwirklicht.
Eine weitere Vereinfachung im Aufbau der Antennenanordnung wird in weiterer Ausbildung
der Erfindung dadurch erzielt:, daß die Sekundärstrahlerelemente des oberen. Frequenzbereichs
als Halterung für die hingelemente des unteren*Frequenzbereichs dienen. Zweckmäßig
siÜd dazu die' Ringelemente an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsstellen unterbrochen
und an diesen Unterorechungsstellen über isolierende Halterungen an den -Enden'.
der Sekundärstrahlerelemente_des oberen Frequenzbereichs befestigt. Durch einfaches
Umspritzen der jeweiligen Verbindungsstellen können somit gleichzeitig die Direktoren
des, oberen Frequenzbereichs und die Hingelemente zusammengefügt und als derartige
Einheit arm: gemeinsamen Tragerohr befestigt werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeisplele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig.. 1 bis 3 in schematischer schaubildlicher Ansicht jeweils eine Ausführungsform
der Antennenanordnung nach der Erfindung mit kreisförmigen. Ringelementen und jeweils
unterschiedlicher -Gestaltung.der Direktoren für den oberen Frequenzbereich, Fig..
4 eine Schnittansicht eine Antennenanordnung mit einer@bestimmten Ausführungsform
des rahmenartigen Sekundärstrahlerelements, Fig. 5 eine Schnittansicht einer Antennenanordnung
mit einer bestimmten Ausführungsform des rabenartigen Sekundärstrahlerelements und.
seiner Halten a. den !Direktoren des oberen Frequenzbereichs.
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Bei den schematisch in schaubildlicher Ansicht dargestellten Auaführungs
beispielen gemäß Eig. 1 bis 3-sind-jeweils die gleichen, im folgenden aufgeführten
Grundbestandteile der Antennenanordnung vorgesehens Als aktives Speise-und Empfangssystem:
dient jeweils ein Ganzwellendigol 1.
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3n Hauptstrahlungsrichtung hinter diesem Glanzwellendipol sind: zwei
Reflektoren 2-für den oberen. Frequenzbereich und zwei Reflektoren 3 r den unteren
Frequenzbereich vorgesehen. Ferner sind sämtliche Antennenelemente an: :dem
gemeinsamen
Tragerohr 4 befestigt-Bei der Ausführungsform der Antennenanordnung gemäß Fg. 'E
sind die Sekundärstraälerelemente für= den oberen: . Frequenzbereich a;s,atabförmige
Direktoren 5 ausgebildet und an dem gemeinsamen Tragerohr 4 in ihrer Mitte
befestigt.
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Die Direktoren 5 -.bilden somit die auf den oberen Frequenzbereich
abgestimmte Gruppe von Direktoren. Dagegen sind die auf den.unteren Frequenzbereich
abgestimmten Sekundärstrählerelemente als Hingel emente-6 in grezsform ausgebildet
und mit Hilfe zugehöriger Träger . 7 an dem gemeinsamen Tragerohr 4 gehalten. Die
Träger 7, von denen auch mehrere für-jedes Ringelement 6 -vorgesehen sein. können,
bestehen aus leitendem oder nicht leitendem Material und sind zweckmäßig als Tragstäbe
ausgebildet. Die Ringelemente 6 können aus einem Draht gebogen sein. Dabei ist es
auch möglich, Ringelement 6 und Trägerstab 7 aus einem einzigen heiter zu formen.
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In Fig. 2 sind die Sekundärstrahlerelemente für den oberen.Frequenzbereich
als stgbfflrmge Direktoren 8 ausgebildet und in zwei Rehen nebeneinander vor: jeder
Hälftedes Ganzwellendipols 1 bzw. auf jeder Seite des Tragerohrs 4 angeordnet und
an dem Tragerohr 4 mit Hilfe von Isolierst'scken. gegeneinander isoliert gehalten-.
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Auch bei dieser Ausführungsform sind die Sekundärstrahlerelemente
für den unteren Frequenzbereich als Ringelemente 9 in Kreisform ausgebildet und
mit Hilfe der Träger 10 an dem gemeinsamen Tragerohr-4 gehalten: Anordnung
und Ausbildung der Ringelemente und ihrer Träger kann der--"--... j.engen gemäß
Fig. 1 entsprechen.
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_ Beider Ausführungsform gemäß Fig3 sind die Sekundärstrahlerelemente
für den oberen Frequenzbereich als vier Reihen von Direktoren 11 übereinander bzw.
nebeneinander -vor jeder Hälfte des Ganzwellendipols 1 bzw. auf jeder Seite des
Tragerohrs 4 -angeordnet und z.Bangenähert- V-förmig auf jeder Seite des Tragerflhrs
4 ausgebildet sowie an der Basis mit Hilfe von Isolierstücken am Tragerohr 4 befestigt.
Die@Sekundärstrahlerelemente
für den unteren Prequenzbereich sind wiederum als Ringelemente 1 2 in Kreisform
ausgebildet und mit Hilfe der Träger 13 am gemeinsamen Tragero.rr 4 befestigt.
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Bei den drei geschilderten Ausführungsformen verläuft das gemeinsame
Tragerohr 4 wenigstens angenähert in der mittleren. Längsachse der-gesamten Antennenanordnung.
Die Ringelemente 6, 9 und 12 können auch in Ellipsen-, Quadrat-,-Rechteck- oder
Rombusf orm ausgebildet sein.
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r die Abmessung der Ringelemente 6, 9 und 13 wurde als besonders zweckmäßiges
Maß en, Umfang von 0,8 bis G, 9X ermittelt, wobei ;.der Wellenlänge an der oberen
Grenze des zugehörigen unteren Frequenzbereichs entspricht.
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In Fig. 4 ist eine besondere Ausführungsform eines Ringelements dargestellt,
wie sie als Ringelement 6, 9 oder 12 verwendet werden kann. Dabei ist das Ringelement
aus einem Leiter geformt und dieser Leiter an zwei Umfangsstellen unterbrochen,
so daiä sich zwei Ringhälften 14 und 15 ergeben. Die beider. Ringhälften 14 und
15 sind an den Unterbrechungsetellen z.B. durch umspritzte Isolierstücke 16 zu=
-sammeng.ehalten. Es ist leicht ersidhtlich, daß auf diese Weise die Halbkreisringe
in einfacher Weise- aus dem Leiter gebogen werden können. Die Befestigung geschieht
in der bereite geschilderten: Wise, wobei in Fig:.- 4 die befestigun`._ gemäß der
Ausführungsform nach Fig.1 dargestellt ist.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform für die.verwendeten. Ringelemente
6, 9 oder 12. Auch hier ist das hingelement an zwei einander gegenüberliegenden
Umfangsstellen unterbrochen,, so daß es aus den zwei Abschnitten 17 und 18-besteht.-An
den Unterbrechungsstellen sind die beiden hingabschnitte 17 und 18 über isolierende
Halterungen 19, die z.3. umspritzt werden können, an. den Enden der Sekundärstrählerelemente
11 des oberen Frequenzbereichs befestigt. Die Darstellung in. Fig. 5 entspricht
der Ausfün.rungsform gemäß Fig. 3. eine ähnliche Ausbildung ist-auch bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 2 möglich: Es dienen also hierbei die äekundärstrahlerelemente des oberen
Frequenzbereichs als Halterung fär die Ringelemente des unteren Frequenzbereichs.
Die
Anzahl der verwendeten Ringelemente ist--nicht-auf die in den Fig, 1 bis 3 dargestellte
Anzahl beschränkt, vielmehr känn-diese Anzahl beliebig gewählt werden.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, bringt dies Verwendung der Ringelemente
die Wirkung mit sich, däß nur ein sehr geringer Teil der Leiterlänge der Ringelemente-mit
den Direktören des oberen Frequenzbereichs strahlungsgekoppelt ist, und zwar praktisch
narr disjenigen Leiterabschnitte, die angenähert prallel zur -Ebene dieser Direktorendes
oberen Frequenzbereidhs verlaufen, Auf diese Weise haben, die Ringelemente einet
außerordentlich geringen. Einfluß -auf das elektrische Verhalten der Sekundärstrahlerelemente
des oberen Frequenzbereichs,,