EP0016970A1 - Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation - Google Patents

Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation Download PDF

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EP0016970A1
EP0016970A1 EP80100998A EP80100998A EP0016970A1 EP 0016970 A1 EP0016970 A1 EP 0016970A1 EP 80100998 A EP80100998 A EP 80100998A EP 80100998 A EP80100998 A EP 80100998A EP 0016970 A1 EP0016970 A1 EP 0016970A1
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EP
European Patent Office
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transmitting
bracket
receiving antenna
antenna according
antenna
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP80100998A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Gschwendtner
Johann Niedermayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • the invention relates to a transmitting and receiving antenna for electromagnetic radiation of horizontal polarization of a working wavelength, in particular in the VHF range, with a vertical, cylindrical antenna body with an electrically conductive outer surface.
  • a well-known transmission and reception antenna of this type is the tube slot antenna. This consists of a vertical tube with at least one vertical slot fed in the middle. In order to obtain a good directional characteristic, the tube slot antenna is provided with several slots of this type arranged at the same height or one above the other. Since the slots radiate into the interior of the antenna tube with approximately the same intensity as to the outside, the individual slots in the interior of the tube must be carefully shielded from one another in order to exclude interfering radiation from one slot to another through the interior of the tube. Another disadvantage is that the mechanical strength of the antenna is reduced by the slots.
  • the object of the invention is a simple one to provide a built-up, stable transmission and reception antenna with good transmission and reception characteristics.
  • the transmitting and receiving antenna is characterized by at least one electrically conductive bracket element attached to the lateral surface with an elongated bracket center part arranged vertically at a distance from the jacket surface and with radially tapering to the jacket surface at both ends of the bracket center part and in electrical contact with the lateral surface of the temple end parts, a feed point for excitation of the temple elements against the lateral surface being provided in the region of the center of the length of the central temple parts.
  • the outer surface is not slotted, radiation into the interior of the antenna body is prevented from the outset. This eliminates the need for complex decoupling measures.
  • the unslit antenna body is mechanically very stable and can withstand high wind loads without special measures.
  • the arrangement of several bracket elements in the same plane is preferably selected in accordance with the requirements for the desired azimuth diagram. An asymmetrical distribution of the bracket elements over the lateral surface is also advantageously possible. A corresponding distribution of the slots of a slot antenna can hardly be realized due to the associated static problems.
  • the transmission and reception properties of a bracket element are particularly advantageous if the transmission and reception antenna has the features according to the invention listed in subclaims 2 to 6.
  • the approximation formula listed in claim 6 applies to a diagram out-of-roundness of at most + 2 dB.
  • Particularly simple, stable temple elements are obtained by integrally forming the temple middle parts with the temple end parts.
  • At least the middle parts of the frame can be hollow or solid.
  • a particularly stable antenna structure is obtained if the bracket end parts designed for attachment to the antenna body are made wider in the circumferential direction of the antenna body than the bracket middle parts.
  • the forces exerted on a bracket element at high wind pressure, in particular the forces acting in the circumferential direction, can then be easily derived on the antenna body.
  • Subclaims 8 to 10 indicate how the bracket elements are arranged and fed to one another in order to obtain a particularly favorable directional characteristic of the antenna.
  • the transmission and reception antenna according to the invention is characterized by a particularly simple construction, great robustness and advantageous transmission and reception properties which are similar to that of a pipe slot antenna.
  • FIGS. 1 and 2 A first embodiment of the antenna, designated 1o, is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the antenna 1o consists of an antenna base 14 fastened to the base 12 and tapering slightly at the top, onto which a vertical, cylindrical antenna body 16 with a cover 18 is placed.
  • the antenna body 16 consists of three pipe parts 2 0 arranged one above the other, one of which is shown in detail in FIG. 2.
  • the metallic pipe part 2o is provided at both ends with a welded-on flange 22 for fastening the next pipe part 2o or the cover 18.
  • Stiffening ribs 24 between flange 22 and pipe part 2o ensure good stability.
  • the hood-shaped cover 18 is also formed with stiffening ribs 26.
  • Each yoke member 26 consists of an elongated, straight hanger central portion 28 and in the same direction at right angles from the hanger central portion 28 projecting Bügelend Marie 3 0th
  • the bracket middle part 28 is arranged parallel to the pipe part axis, ie vertically; the temple end parts 3o run radially towards the lateral surface 32 of the tube part 2o and touch it forming an electrical contact.
  • a feed point 34 is provided in the middle of the length of the middle bracket part 28 and is connected to a symbolically illustrated two-pole feed line 36.
  • One pole of the feed line 36 is connected directly to the pipe part 2o via a line 38; the other pole is connected via a line 4o to a passage 42 which penetrates radially through the tube part 2o and which leads to the middle part 28 and connects this to the feed line 36.
  • An insulating sleeve 44 insulates the bushing 42 from the pipe part 2 0 .
  • the representation of the connection of the feed line 36 in FIG. 2 is purely schematic; however, the connection of such a feed line to antenna elements is known.
  • bracket element 26 If the bracket element 26 is excited by feeding in antenna voltage against the lateral surface 32, an alternating electric field is created, the electrical polarization vector of which alternately essentially radially outwards in the slot surface 46 enclosed by the bracket element 26 (arrow A in FIG. 2) and radially inwards ( Arrow B) is directed.
  • the emitted electromagnetic field is therefore in the radial to the antenna body axis: direction, d. H. horizontally polarized. Since the electrical field lines also run transversely to the slot in a tube slot antenna, the transmission and reception characteristics of the two antennas are similar.
  • bracket elements 26 of the first embodiment 10 of the antenna shown in FIGS. 1 and 2 are formed by metal tubes with a round or rectangular cross section, the ends of which are bent accordingly.
  • massive brackets can also be used.
  • bracket elements made of non-conductive material can be used, the surface of which is coated with an electrically conductive layer.
  • the second Antennenaus spalirungsform 11o shown in Figs. 3 and 4 differs from the first embodiment 1 0 only in the design of the insert elements.
  • Components of the second embodiment 11 0 corresponding to those of the first embodiment, 1o, are each provided with the same reference numerals, increased by the number 1 00th
  • the temple end parts 13o and the temple middle part 128 are each separate parts, which are joined either when the bracket element 126 is attached to the tube part 12o or when the bracket element 126 is preassembled.
  • This has the advantage that the temple end parts 13o can be shaped in such a way that they ensure a stable fastening of the temple element 126 to the tube part 12o, with low overall production costs for the temple elements 126.
  • FIG. 4 shows that the approximately trapezoidal temple end parts 13o with their large base 129 abut the pipe part 12o.
  • the base 129 is wider than the bracket middle part 128.
  • the bracket middle parts 128 can be made sufficiently straight without any particular
  • bracket elements 26 and 126 are distributed to the antenna body 16 and 116, as shown in FIGS. 1 and 3.
  • Four of the bracket elements 26, 126 are attached at the same height and are referred to as a group.
  • the antenna groups in FIG. 1 are provided with the reference numbers 48, 50 and 52 from bottom to top.
  • the bracket elements 26 within a group are evenly distributed over the circumference of the tube part 20.
  • a bracket element 26 one Group is aligned with a bracket element 26 of the other two groups.
  • the transmitting and receiving antennas 1 0, 11o are provided for the FM range from 87.5 to 108 megahertz.
  • the dimensions of the antenna 1o to be dealt with in the following, shown in FIGS. 1 and 2, are adapted to this frequency range. Most of the dimensions are based on a working wavelength ⁇ of approx. 300 cm.
  • the height a of the antenna base 14 is approximately 20 m; the length b of the antenna body 16 is approximately 10 m.
  • the clear, vertical distance c between the bracket elements 26 of successive groups is, at 33o cm, approximately 1.1 times the wavelength ⁇ .
  • the outer diameter d of a pipe part 2o is at 15o cm about 0.5 times the wavelength ⁇ , with a wall thickness e of about 15 mm.
  • the slot surface 46 is defined by the following two sizes: by the clear distance f between the temple end parts 3o and by the clear distance g of the temple middle part 28 from the lateral surface 32.
  • the distance g is 0.14 times the distance f.
  • the distance f is approximately 0.9 times the wavelength ⁇ .
  • the diameter h of the middle part 28 corresponds to 0.8 times the distance g.
  • each bracket element 26, 126 is each connected to the corresponding group distributor by a line 36.
  • a transformation device 78 with adjustable impedances is switched on in each line 36. Tunable coaxial lines can also be used.
  • bracket elements 26, 126 By setting certain phase differences between the bracket elements 26, 126, different radiation characteristics can be achieved.
  • An antenna 1 0 , 11 0 with uniform all-round radiation is obtained if the bracket elements 26, 126 are fed to a group with such phase differences that a rotation of the electric field vector of the entire radiation field is obtained in the horizontal plane. It is expedient to feed the bracket elements 26, 126, which are aligned with one another, from different groups in phase.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Am vertikalen, zylindrischen, elektrisch leitenden Antennenkörper (16) einer Sende- und Empfangsantenne (10) für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation, insbesondere im UKW-Bereich, sind längliche, elektrisch leitenden Bügelelemente (26) vertikal angeordnet, um eine einfach aufgebaute, stabile Sende- und Empfangsantenne mit guter Sende- bzw. Empfangscharakteristik zu erhalten. Die Bügelelemente (26) aus jeweils einem mit Abstand zum Antennenkörper (16) vertikal angeordneten Bügelmittelteil (28) und auf den Antennenkörper (16) zulaufenden Bügelendteilen (30) sind im Bereich ihrer Längenmitte mit einer Speisestelle (34) zur Erregung gegen den Antennenkörper (16) versehen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation einer Arbeitswellenlänge insbesondere im UKW-Bereich, mit einem vertikalen, zylindrischen Antennenkörper mit elektrisch leitender Mantelfläche. Eine bekannte Sende- und Empfangsantenne dieser Art ist die Rohrschlitzantenne. Diese besteht aus einem vertikalen Rohr mit mindestens einem in seiner Mitte gespeisten, ebenfalls vertikalen Schlitz. Um eine gute Richtcharakteristik zu erhalten wird die Rohrschlitzantenne mit mehreren in gleicher Höhe oder übereinander angeordneten Schlitzen dieser Art versehen. Da die Schlitze mit etwa der gleichen Intensität in das Innere des Antennenrohrs strahlen wie nach außen, müssen die einzelnen Schlitze im Rohrinneren sorgfältig gegeneinander abgeschirmt werden, um störende Einstrahlung von einem Schlitz auf einen anderen durch das Rohrinnere auszuschließen. Weiterhin nachteilig ist, daß die mechanische Festigkeit der Antenne durch die Schlitze herabgesetzt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber eine einfach aufgebaute, stabile Sende- und Empfangsantenne mit guter Sende- bzw. Empfangscharakteristik bereitzustellen.
  • Die Sende- und Empfangsantenne, mit der diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst wird, ist gekennzeichnet durch wenigstens ein elektrisch leitendes, an der Mantelfläche angebrachtes Bügelelement mit einem länglichen, mit Abstand zur Mantelfläche vertikal angeordneten Bügelmittelteil und mit am Bügelmittelteil beidendig vorgesehenen, radial auf die Mantelfläche zulaufenden und in elektrischem Kontakt mit der Mantelfläche stehenden Bügelendteilen, wobei im Bereich der Längenmitte der Bügelmittelteile je eine Speisestelle zur Erregung der Bügelelemente gegen die Mantelfläche vorgesehen ist.
  • Da die Mantelfläche nicht geschlitzt ist, wird eine Einstrahlung in das Innere des Antennenkörpers von vornherein verhindert. Damit entfallen aufwendige Entkopplungsmaßnahmen. Der ungeschlitzte Antennenkörper ist mechanisch sehr stabil und hält ohne besondere Maßnahmen hohen Windlasten stand. Die Anordnung von mehreren Bügelelementen in derselben Ebene wird bevorzugt entsprechend den Anforderungen an das gewünschte Azimutaldiagramm gewählt. Auch eine unsymmetrische Verteilung der Bügelelemente über die Mantelfläche ist vorteilhaft möglich. Eine entsprechende Verteilung der Schlitze einer Schlitzantenne ist wegen der damit verbundenen statischen Probleme kaum realisierbar.
  • Die Sende- und Empfangseigenschaften eines Bügelelements sind besonders vorteilhaft, wenn die Sende- und Empfangsantenne die in den Unteransprüchen 2 bis 6 aufgeführten erfindungsgemäßen Merkmale aufweist. Die im Anspruch 6 aufgeführte Näherungsformel gilt für eine Diagrammunrundheit von höchsten + 2 dB.
  • Besonders einfach aufgebaute, stabile Bügelelemente erhält man dadurch, daß man die Bügelmittelteile einstükkig mit den Bügelendteilen ausbildet.
  • Der beabsichtigten Verwendung entsprechend kann es vorteilhaft sein, zumindest die Bügelmittelteile hohl oder auch massiv auszubilden.
  • Einen besonders stabilen Antennenaufbau erhält man, wenn man die zur Befestigung am Antennenkörper ausgebildeten Bügelendteile in Umfangsrichtung des Antennenkörpers breiter ausbildet als die Bügelmittelteile. Die auf ein Bügelelement bei hohem Winddruck ausgeübten Kräfte, vor allem die in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte, können dann ohne weiteres auf den Antennenkörper abgeleitet werden.
  • In den Unteransprüchen 8 bis 1o ist angegeben, wie man die Bügelelemente zueinander anordnet und speist, um eine besonders günstige Richtcharakteristik der Antenne zu erhalten.
  • Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsantenne;
    • Fig. 2 einen Detailschnitt der Anordnung in Fig. 1;
    • Fig. 3 eine seitliche Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsantenne;
    • Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;
    • Fig. 5 ein Antennenanschlußschema für die Sende- und Empfangsantennen der Fig. 1 bis 4.
  • Die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsantenne zeichnet sich durch besonders einfachen Aufbau, große Robustheit und vorteilhafte Sende- und Empfangseigenschaften aus, die ähnlich der einer Rohrschlitzantenne sind.
  • Eine erste, mit 1o bezeichnete Ausführungsform der Antenne ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Antenne 1o besteht aus einem am Untergrund 12 befestigten, nach oben leicht spitzkegelig zulaufenden Antennenfuß 14, auf den ein vertikaler, zylindrischer Antennenkörper 16 mit Deckel 18 aufgesetzt ist. Der Antennenkörper 16 besteht aus drei übereinander angeordneten Rohrteilen 20, von denen eines in Fig. 2 im Detail gezeigt ist.
  • Das metallische Rohrteil 2o ist beidendig mit angeschweißtem Flansch 22 zur Befestigung des nächsten Rohrteils 2o oder des Deckels 18 versehen. Versteifungsrippen 24 zwischen Flansch 22 und Rohrteil 2o sorgen für gute Stabilität. Auch der haubenförmige Deckel 18 ist mit Versteifungsrippen 26 ausgebildet.
  • An jedem Rohrteil 2o sind vier Bügelelemente 26 in gleicher Höhe angebracht. Jedes Bügelelement 26 besteht aus einem länglichen, geraden Bügelmittelteil 28 und in gleicher Richtung rechtwinklig vom Bügelmittelteil 28 abstehenden Bügelendteilen 30. Das Bügelmittelteil 28 ist parallel zur Rohrteilachse, d. h. vertikal angeordnet; die Bügelendteile 3o laufen radial auf die Mantelfläche 32 des Rohrteils 2o zu und berühren diese unter Bildung eines elektrischen Kontakts. Zur Erregung des elektrisch leitenden Bügelelements 26 gegenüber der ebenfalls elektrisch leitenden Mantelfläche 32 ist in der Längenmitte des Bügelmittelteils 28 eine Speisestelle 34 vorgesehen, die an eine symbolisch dargestellte zweipolige Speiseleitung 36 angeschlossen ist. Ein Pol der Speiseleitung 36 ist über eine Leitung 38 direkt mit dem Rohrteil 2o verbunden; der andere Pol ist über eine Leitung 4o mit einer das Rohrteil 2o radial durchsetzenden Durchführung 42 verbunden, die zum Bügelmittelteil 28 führt und dieses an die Speiseleitung 36 anschließt. Eine Isolierhülse 44 isoliert die Durchführung 42 gegen das Rohrteil 20. Die Darstellung des Anschlusses der Speiseleitung 36 in Fig. 2 ist rein schematisch; der Anschluß einer solchen Speiseleitung an Antennenelemente ist jedoch bekannt.
  • Wird das Bügelelement 26 durch Einspeisung von Antennenspannung gegen die Mantelfläche 32 erregt, so entsteht ein elektrisches Wechselfeld, dessen elektrischer Polarisationsvektor in der vom Bügelelement 26 umschlossenen Schlitzfkäche 46 abwechselnd im wesentlichen radial nach außen (Pfeil A in Fig. 2) und radial nach innen (Pfeil B) gerichtet ist. Das abgestrahlte elektromagnetische Feld ist daher in zur Antennenkörperachse radiale: Richtung, d. h. horizontal polarisiert. Da bei einer Rohrschlitzantenne die elektrischen Feldlinien ebenfalls quer zum Schlitz verlaufen, sind die Sende- und Empfangscharakteristiken beider Antennen ähnlich.
  • Die Bügelelemente 26 der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform 1o der Antenne werden von Metallrohren mit rundem oder rechteckigem Querschnitt gebildet, deren Enden entsprechend abgebogen sind. Es können jedoch auch massive Bügel eingesetzt werden. Ebenso können Bügelelemente aus nichtleitendem Material eingesetzt werden, deren Oberfläche mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen ist.
  • Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte zweite Antennenausfülirungsform 11o unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform 10 lediglich in der Gestaltung der Bügelelemente. Bauteile der zweiten Ausführungsform 110, die denen der ersten Ausführungsform 1o entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um die Zahl 100, versehen. Die Bügelendteile 13o und das Bügelmittelteil 128 sind hier jeweils eigene Teilstücke, die entweder bei der Befestigung des Bügelelements 126 am Rohrteil 12o oder bei einer Vormontage des Bügelelements 126 zusammengefügt werden. Dies bringt den Vorteil, daß man die Bügelendteile 13o derart ausformen kann, daß sie eine stabile Befestigung des Bügelelements 126 am Rohrteil 12o gewährleisten, bei geringen Gesamtherstellungskosten für die Bügelelemente 126. Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die annähernd trapezförmigen Bügelendteile 13o mit ihrer großen Basis 129 am Rohrteil 12o anliegen. Die Basis 129 ist breiter als das Bügelmittelteil 128. Die Bügelmittelteile 128 können ohne besondere Schwierigkeiten ausreichend exakt gerade hergestellt werden.
  • Um gute Rundstrahlcharakteristik und hohe Abstrahlleistung zu erzielen, werden zwölf Bügelelemente 26 bzw. 126 auf den Antennenkörper 16 bzw. 116, wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, verteilt. Jeweils vier der Bügelelemente 26, 126 sind in gleicher Höhe angebracht und werden als Gruppe bezeichnet. Die Antennengruppen in Fig. 1 sind von unten nach oben mit den Bezugsziffern 48, 5o und 52 versehen. Die Bügelelemente 26 innerhalb einer Gruppe sind gleichmäßig auf den Umfang des Rohrteils 2o verteilt angeordnet. Ein Bügelelement 26 einer Gruppe fluchtet mit jeweils einem Bügelelement 26 der anderen beiden Gruppen.
  • Die Sende- und Empfangsantennen 10, 11o sind für den UKW-Bereich von 87,5 bis 108 Megahertz vorgesehen. Die im folgenden zu behandelnden, in den Fig. 1 und 2 eingezeichneten Abmessungen der Antenne 1o sind an diesen Frequenzbereich angepaßt. Die Abmessungen werden größtenteils auf eine Arbeitswellenlänge λ von ca. 3oo cm bezogen.
  • Die Höhe a des Antennenfußes 14 beträgt etwa 2o m; die Länge b des Antennenkörpers 16 beträgt etwa 1o m. Der lichte, vertikale Abstand c der Bügelelemente 26 aufeinanderfolgender Gruppen ist mit 33o cm etwa das 1,1- fache der Wellenlänge λ. Der Außendurchmesser d eines Rohrteils 2o ist mit 15o cm etwa das o,5-fache der Wellenlänge λ, bei einer Wandstärke e von etwa 15 mm. Die Schlitzfläche 46 ist durch die beiden folgenden Größen festgelegt: durch den lichten Abstand f der Bügelendteile 3o und durch den lichten Abstand g des Bügelmittelteils 28 von der Mantelfläche 32. Der Abstand g ist das o,o4-fache des Abstands f. Der Abstand f beträgt mit 28oo mm etwa das o,9-fache der Wellenlänge λ. Der Durchmesser h des Bügelmittelteils 28 entspricht dem o,8-fachen des Abstands g.
  • In Fig. 5 ist stark vereinfacht dargestellt, wie die zwölf Bügelelemente 26, 126 an einen Antennenhauptanschluß 6o angeschlossen sind. Der Antennenhauptanschluß 60 ist über eine Leitung 62 mit einem Hauptverteiler 64 verbunden, von dem aus drei Leitungen 66, 68 und 7o zu drei Gruppenverteilern 72, 74 und 76 führen. Der Gruppenverteiler 72 versorgt die vier Bügelelemente 26, 126 der untersten Gruppe 48, 148, der Gruppenverteiler 74 die der mittleren Gruppe 50, 15o und der Gruppenverteiler 76 die der oberen Gruppe 52, 152. Hierzu ist jedes Bügelelement 26, 126 mit jeweils einer Leitung 36 mit dem entsprechenden Gruppenverteiler verbunden. Zur Anpassung und Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung ist in jeder Leitung 36 eine Transformationseinrichtung 78 mit einstellbaren Impedanzen eingeschaltet. Es können auch abstimmbare Koaxialleitungen eingesetzt werden.
  • Durch Einstellung bestimmter Phasendifferenzen zwischen den Bügelelementen 26, 126 lassen sich unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken erzielen. Eine Antenne 10, 110 mit gleichmäßiger Rundumabstrahlung erhält man, wenn man die Bügelelemente 26, 126 einer Gruppe mit derartigen Phasendifferenzen speist, daß man eine Rotation des elektrischen Feldvektors des gesamten Strahlungsfeldes in der horizontalen Ebene erhält. Zweckmäßig ist es dabei, die miteinander fluchtenden Bügelelemente 26, 126 verschiedener Gruppen gleichphasig zu speisen.

Claims (10)

1. Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation einer Arbeitswellenlänge insbesondere im UKW-Bereich, mit einem vertikalen, zylindrischen Antennenkörper mit elektrisch leitender Mantelfläche, gekennzeichnet durch wenigstens ein elektrisch leitendes, an der Mantelfläche (32) angebrachtes Bügelelement (26, 126) mit einem länglichen, mit Abstand zur Mantelfläche (32) vertikal angeordneten Bügelmittelteil (28, 128) und mit am Bügelmittelteil (28, 128) beidendig vorgesehenen, radial auf die Mantelfläche (32) zulaufenden und in elektrischem Kontakt mit der Mantelfläche (32) stehenden Bügelendteilen (3o, 130), wobei im Bereich der Längenmitte der Bügelmittelteile (28, 128) je eine Speisestelle (34) zur Erregung der Bügelelemente (26, 126) gegen die Mantelfläche (32) vorgesehen ist.
2. Sende-und Empfangsantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der lichte Abstand (f) der Bügelendteile (3o, 13o) eines Bügelelements (26, 126) das o,1- bis 2-fache, besser das o,4- bis 1,5-fache, am besten etwa das 1-fache der Arbeitswellenlänge (λ) beträgt.
3. Sende-und Empfangsantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der lichte Abstand (g) der Bügelmittelteile (28, 128) von der Mantelfläche (32) das o,o1- bis o,25-fache, besser das o,o2- bis o,125-fache, am besten etwa das o,o4-fache der Arbeitswellenlänge (λ) beträgt.
4. Sende- und Empfangsantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (h) der Bügelmittelteile (28, 128) das 0,005- bis o,25-fache, besser das o,o1- bis o,1-fache, am besten etwa das o,o5-fache der Arbeitswellenlänge (λ) beträgt.
5. Sende- und Empfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erzeugung eines Rundstrahldiagramms mindestens zwei Bügelelemente (26, 126) vorgesehen sind und daß diese Bügelelemente (26, 126) vorzugsweise um 90° azimutal zueinander versetzt auf der Mantelfläche (32) angeordnet sind.
6. Sende- und Empfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erzeugung eines Rundstrahldiagramms gleichmäßig um den Mastumfang verteilt in Abhängigkeit vom Mastdurchmesser (d) eine Mindestzahl N von Bügelelementen (26, 126) vorgesehen ist, die durch die Formel
Figure imgb0001
bestimmt ist, in der bedeutet
d: Mastdurchmesser in [m]
λ: Arbeitswellenlänge in [m]
int [A]: größte ganze Zahl, die kleiner oder gleich dem Ausdruck A ist.
7. Sende- und Empfangsantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest die Bügelmittelteile (28, 128) massiv ausgebildet sind.
8. Sende- und Empfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Gruppe (48, 50, 52; 148, 15o, 152) von jeweils in gleicher Höhe an der Mantelfläche (32) angebrachten Bügelelementen (26; 126).
9. Sende- und Empfangsantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Gruppe (48, 50, 52; 148, 15o, 152) von vier auf den Antennenkörperumfang gleichmäßig verteilten Bügelelementen (26; 126) gebildet ist.
10. Sende- und Empfangsantenne nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelelemente (26, 126) einer Gruppe (48, 50, 52; 148, 15o, 152) derart mit unterschiedlichen Phasen gespeist sind, daß ein Rundstrahldiagramm entsteht.
EP80100998A 1979-03-14 1980-02-28 Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation Withdrawn EP0016970A1 (de)

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DE2910056 1979-03-14

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EP80100998A Withdrawn EP0016970A1 (de) 1979-03-14 1980-02-28 Sende- und Empfangsantenne für elektromagnetische Strahlung horizontaler Polarisation

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