DE948705C

DE948705C - Antennenanordnung fuer den Dezimeterwellenbereich

Info

Publication number: DE948705C
Application number: DEI8258A
Authority: DE
Inventors: Armig G Kandoian
Original assignee: INTERRNAT STANDARD ELECTRIC CO; International Standard Electric Corp
Current assignee: INTERRNAT STANDARD ELECTRIC CO; International Standard Electric Corp
Priority date: 1953-02-11
Filing date: 1954-02-11
Publication date: 1956-09-06
Also published as: DE953623C; US2771606A; NL184976B; FR67480E; DE1014181B; FR69758E; BE526408A; FR1092911A

Description

AUSGEGEBEN AM 6. SEPTEMBER 195θ

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung für den' Dezimeterwellenbereich, im besonderen auf einen festen Mastaufbau für eine Antennenanordnung, die aus einer Mehrzahl von Ringstrahlern bestellt und als Sendeantenne hohen Gewinns für Fernsehstationen im Dezimeterwellenband benutzt wird.

Für hochfrequente Übertragungssysteme, wie sie z. B. bei Frequenzmodulation oder beim Fernsehen benutzt werden, ist es wünschenswert, die Sendeantenne möglichst nur in der Horizontalen strahlen zu lassen, um an vom Sender entfernten Punkten eine große Feldstärke zu erreichen. Dies wird durch Bündelung der ausgestrahlten Energie mit Hilfe einer Anordnung von Einzelstrahlern erreicht. Da solch eine Antennenanordnung in gewisser Höhe über dem Erdboden errichtet werden muß, ist es aus praktischen Gründen erforderlich, die einzelnen Strahler möglichst klein auszulegen und sie so anzuordnen, daß der Mastaufbau ihr Strahlungefeld nicht stört.

Bisher wurden als Strahlerelemente horizontal polarisierte Ringantennen benutzt. Bei derartigen Antennen hängt der Durchmesser der Ringstrahler von der Übertragungsfrequenz ab, d. h. je höher die Frequenz ist, um so kleiner ist ihr Durchmesser. Bei Übertragung von Fernseh- oder frequenzmodulierten Signalen im niederen Frequenz-

spektrum ist der Durchmesser groß genug, um innerhalb dieses Durchmessers eine Mastkonstruktion genügender Festigkeit aufzubauen. Wird jedoch die Übertragungsfrequenz zum Dezimeter-Wellenbereich hin verlagert, so werden die Durchmesser der Ringstrahler zu klein, einen selbsttragenden festen Antennenaufbau einschließen zu können. Es ist bei niedrigen Frequenzen unpraktisch, eine Anzahl Strahler übereinander anzuordnen, um so ein Antennensystem hohen Gewinns zu erhalten; in einem höheren Frequenzbereich ist diese Maßnahme jedoch erforderlich. Da bei einem Übertragungssystem im Dezimeterwellenibereich aber eine Antenne mit hohem Gewinn benötigt wird, ist somit eine ausreichende Festigkeit der Tragekonstruktion unbedingt notwendig. Werden die Ringstrahler innerhalb des Mastaufbaus angeordnet, so wird das Strahlungsfeld der Antenne durch die vom Mast bedingte Interferenzgestört. Es wurden schon selbsttragende feste Antennenkonstruktionen für ultrahochfrequente Ringstrahler vorgeschlagen, die das Strahlungsfeld der Antenne nicht stören. Diese Vorschläge waren 'bisher jedoch ohne praktische Bedeutung.

Für ein Fernsehantennensystem ist weiterhin eine wetterfeste Ausführung erforderlich, um die Unterhaltskosten auf ein Minimum zu reduzieren. Die einzelnen Strahler sollen bei einem solchen Aufbau phasengleich gespeist werden, um das gewünschte Strahlungsdiagramm.zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird daher eine Antennenanordnung für den Dezimeterwellenbereich vorgeschlagen, die aus einer Mehrzahl horizontal polarisierter Dezimeterwellen-Ringstrahler, die vertikal in gegebenem Abstand übereinander angeordnet sind, einer Mehrzahl senkrechter Träger, von denen die Strahler umschlossen werden, einer Mehrzahl waagerechter Querstrelben, die in bestimmten Abständen übereinander die Träger miteinander verbinden und Haltevorrichtungen für jeden Strahler besteht, wobei diese Haltevorrichtungen durch Versteifungsarme mit den Trägern verbunden und dadurch die Strahler so angeordnet sind, daß sie sich im Raum zwischen den senkrechten Trägern und jeweils zweier benachbarter Querstreben befinden.

An Hand von Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. ι zeigt den gesamten erfindungsgemäßen Antennenaufbau;

Fig. 2 zeigt die Ansicht eines Querschnittes in der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die perspektivische Ansicht der Ringstrahleranordnung nach Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 zeigt die Ansicht eines Querschnitts in der Linie 5-5 der Fig. 4.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Antennenanordnung enthält den Mastaufbau 1, der eine Mehrzahl vertikal übereinander angeordneter, horizontal polarisierter Strahler 2 einschließt. Der Mastaufbau besteht, aus drei senkrechten Röhren 3,4 und 5, die aus einem Material hoher Festigkeit, wie z. B. Stahl, bestehen. Ihre Fußpunkte liegen auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Zur Versteifung dieser vertikalen .Röhren dient eine Mehrzahl horizontal angeordneter .Querstreben 6, die gesamte Mastkonstruktion kann aus einer Vielzahl gleicher Abschnitte zusammengesetzt werden.

Fig. ι zeigt einen solchen oberen Abschnitt, der mit 7 bezeichnet ist, und einen unteren, der mit 8 bezeichnet ist. Die verschiedenen Abschnitte sind durch Verbindungsstücke 9 miteinander gekuppelt. Dieses Verbindungsstück kann die Anpassungsglieder und notwendige Kabelverlängerungen enthalten. Die vertikalen Röhren 3; 4 und 5 können in erhöhter Position auf einem Turm 10 aufmontiert werden. Jeder Ringstrahler 2 ist innerhalb des Raumes, der von den vertikalen Röhren 3, 4 und 5 und von den horizontalen Querstreben 6 gebildet wird, angeordnet. Durch diesen Aufbau ist somit jede Möglichkeit ausgeschaltet, eine Störung des Strablungsdiagramtns der übereinander angeordneten, horizontal polarisierten Ringstrahler durch den gesamten Antennenaufbau zu verursachen. Zusätzliche diagonale Verstrebungen 6_A können zur Versteifung der Verbindungsstücke 9 eingebaut werden.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung horizontal polarisierter Ringstrahler innerhalb eines Antennenaufbaus nach Fig. 1. Sie enthält einen dreieckigen Ringstrahler, der aus drei halben Faltdipolen 11, 12 und 13 besteht. Jedes halbe Faltdipolelement enthält zwei rechteckige metallische Platten 14 und 15, die einen geringen gegenseitigen Abstand 16 voneinander aufweisen. Ein Anpassungsglied 17 verbindet das äußere Ende der Platte 14 mit dem inneren Ende der Platte 15. Die Einheiten 11, 12 und 13 werden mit Hilfe radialer Versteifungsarme 19 an einen gemeinschaftlichen Speisepunkt 18 angeschlossen.

Der Innenleiter 20 einer Speiseleitung 21 ist am Punkt 18 aufgeteilt und an das innere Ende der Platte 14 angeschlossen. Die Rückführung erfolgt über die senkrechten Röhren 1, die als Außenleiter der Energiezuführung dienen. Jeder Ringstrahler 2 ist über ein röhrenförmiges Zwischenstück 22, das mit den radialen Versteifungsarmen 19 verbunden ist, an den vertikalen Röhren 3, 4 und S befestigt. Die Halterung des Zwischenstückes 22 erfolgt über die .Haltevorrichtungen 23 und Schellen 24 an die vertikalen Röhren. Die Haltevorrichtungen 23 liegen so z.wisdhen den waagerechten Querstreben 6, daß der Raum, in dem sich die Strahler 2 befinden, von horizontalen oder diagonalen Verstrebungen frei ist. Damit wird eine freie Energieabstrahlung ohne Störung durch den Mastaufbau erreicht. Die Arme 23 können auch an den horizontalen Querstreben 6 befestigt werden. Auch dann muß das Zwischenstück, an dem wiederum die Ringstrahler befestigt sind, so gelagert sein, daß die Ringstrahler in eine Zone montiert werden, die nur durch die senkrechten Träger und die horizontalen Querstreben begrenzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Antenne enthält vertikal übereinander angeordnete horizontale Ringstrahler, die aus Gruppen zu zwölf Strahlern bestehen und parallel gespeist werden. Al¹S günstigste Ausführung ergab sich ein Mastaufbau von 50 cm Seitenlänge. Dieser Aufbau reichte aus, Ringstrahler in einer Gesamthöhe von etwa 15 m in der Vertikalen übereinander anzuordnen ; der Aufbau war bei dieser Höhe noch ausreichend stabil. Die Strahler sind innerhalb des Stahlaufbaues angeordnet mit einem gegenseitigen Abstand von ungefähr einer Wellenlänge. Die senkrechten Träger haben einen Durchmesser von etwa 4 cm. Die horizontalen Querstreben haben eine Breite von etwa 10 cm. Ein solches Antennensystem widersteht noch Winden großer Geschwindigkeit ohne zusätzliche Verstrebungen; so widersteht z.B. ein Antennenaufbau von 15 m Höhe Windgeschwindigkeiten von 165 km/Std. Die Schwankungen an der Spitze sind nicht größer als 7,5 bis 10 cm.

Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennenanordnung. Die Mastanordnung 25 enthält vier senkrechte Träger 26, 27, 28 und 29, die an den Eckpunkten eines Quadrates aufgerichtet sind. Horizontale Querstreben 30 verbinden diese Träger fest miteinander. In ähnlicher Anordnung, wie Fig. ί zeigt, sind die Ringstrahler 3 zwischen den verschiedenen Querstreben 30 angeordnet; ihr gegenseitiger Abstand beträgt eine Wellenlänge. Zur weiteren Versteifung können diagonale Streben 32 zwischen den Armen 30 montiert werden. Die Verwendung von vier senkrechten Trägern ermöglicht eine größere Querschnittsfläche und somit die Verwendung horizontal polarisierter Strahler größeren Durchmessers. Jeder zur Abstrählung von Dezimeterwellenenergie geeignete Rundstrahler kann in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Mastaufbau verwendet werden. Die einzelnen Strahler können zum Schutz gegen Witterungseinflüsse mit einem Schutzgehäuse umgeben werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Antennenanordnung für den Dezimeterwellenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mehrzahl horizontal polarisierter Dezimeterwellen-Ringstrahler, die vertikal in gegebenem Abstand übereinander angeordnet sind, einer Mehrzahl senkrechter Träger, von denen die Strahler umschlossen werden, einer Mehrzahl waagerechter Querstreben, die in be-

stimmten Abständen übereinander die senkrechten Träger miteinander verbinden und Haltevorrichtungen für jeden Strahler besteht, und daß diese Haltevorrichtungen durch Versteifungsarme mit den senkrechten Trägern derart verbunden sind, daß sich die Strahler im Raum zwischen den senkrechten Trägern und jeweils zweier benachbarter Querstreben befinden.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Träger an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks errichtet werden.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Träger an den Eckpunkten eines Quadrates errichtet werden.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anpassungsglied in der Mitte der senkrechten Träger enthalten ist und die Strahlerelemente über gleiche Kabellängen mit diesem Anpassungsglied verbunden sind.
5. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strahler mit einer axial angeordneten Haltevorrichtung verbunden ist, die ihrerseits mit Hilfe radialer Versteifungsarme und Schellen an den senkrechten Trägern befestigt ist.
6. Antennenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei radiale Versteifungsarme vorgesehen sind, die mit den auf den Eckpunkten eines Dreiecks errichteten senkrechten Trägern fest verbunden sind.
7. Ringstrahlerelement für " eine Antennenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es je drei ebene, glatte, zweigeteilte Flächen, deren beide Teile mit geringem Abstand an den Innenkanten sich gegenüberstehen, und je ein Transformationsglied, das mit diesen Flächen verbunden ist, enthält.
8. Ringstrahlerelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Transformationsglied aus einem metallischen Streifen im Abstand von der strahlenden Fläche besteht, dessen eines Ende abgewinkelt mit dem einen Strahlerteil, und dessen anderes Ende, ebenfalls abgewinkelt, mit dem anderen Strahlerteil ver- ioo bunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentsöhrift Nr. 2618 746.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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