EP0505673B1 - Stabförmiger Mehrbereichsstrahler - Google Patents

Description

• Die Erfindung geht von einem stabförmigen Mehrbereichsstrahler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.
• Es ist ein derartiger Mehrbereichsstrahler bekannt (US-A-4 145 693), der für drei verschiedene Frequenzbänder innerhalb von 3 bis 30 MHz geeignet ist. Die Frequenzbänder müssen dabei in einem Verhältnis von 1 : 2 : 4, ausgehend von dem niedrigsten Frequenzband, stehen. Als Beispiel sind mittlere Betriebsfrequenzen von 3,5 MHz, 7 MHz und 14 MHz genannt.
• Weiterhin offenbart Dokument US-A-4 675 687 einen stabförmigen Mehrbereichstrahler, der in den AM, FM- und Telefon- (d.h. um 835 MHz) Frequenzbereichen Funktioniert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Mehrbereichsstrahler derart weiterzubilden, daß er breitbandig ist und für vier verschiedene Frequenzbänder eingesetzt werden kann, nämlich vorzugsweise für ein erstes, höchstes Frequenzband von zum Beispiel 825 bis 960 MHz (AMPS-Netz bzw. D-Netz der Deutschen Bundespost), für ein zweites, zweithöchstes Frequenzband von zum Beispiel 450 bis 470 MHz (C-Netz der Deutschen Bundespost), für ein drittes, zweitniedrigstes Frequenzband von zum Beispiel 75 bis 115 MHz (FM-Rundfunkbereich) und ein viertes, niedrigstes Frequenzband von zum Beispiel 150 kHz bis etwa 6 MHz (AM-Rundfunkbereich).
• Diese Aufgabe wird bei einem stabförmigen Mehrbereichsstrahler durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Mehrbereichsstrahler hat den Vorteil, daß bei geringem technischen Aufwand eine breitbandige Mehrbereichsantenne für vier Frequenzbereiche realisiert werden kann. Die erste Spule bildet ohne die Verwendung eines diskreten Kondensators einen Parallelresonanzkreis, der einen Teil des Strahlers stromlos macht und somit eine Trennung verschiedener Frequenzbänder bewirkt.
• Der erfindungsgemäße stabförmige Mehrbereichsstrahler eignet sich besonders als Fahrzeugantenne, an die ein Autoradio für den AM- und FM-Bereich sowie ein auf zwei verschiedene Systeme umschaltbares Funktelefon angeschlossen sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer einzigen Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Die Figur zeigt eine Ansicht eines stabförmigen Mehrbereichsstrahlers 10 mit einem Isolierstoffstab 11, der vom Fußpunkt 12 bzw. von einer auf dem Massepotential liegenden Bezugsebene 13 aus gesehen einen ersten, geraden Drahtabschnitt 14, eine damit verbundene erste Spule 15, einen damit verbundenen zweiten, geraden Drahtabschnitt 16, eine damit verbundene zweite Spule 17 und einen sich daran anschließenden dritten, geraden Drahtabschnitt 18 trägt. Die geraden Drahtabschnitte 14, 16, 18 liegen auf einer gemeinsamen zu der Längssymmetrieachse des Isolierstoffstabes 11 parallelen Achse an der Außenseite des Stabes. Die Drahtabschnitte 14, 16, 18 und die Spulen 15, 17 bestehen vorzugsweise aus einem einzigen Drahtstück 20, das zum Beispiel durch eine Klebverbindung auf dem Isolierstoffstab 11 befestigt ist. Vorzugsweise kann das komplette Drahtstück 20 vorgefertigt, in einen Klebstoff getaucht und auf den Isolierstoffstab aufgesteckt werden. Nach dem Aushärten des Klebstoffs sitzt das Drahtstück 20 fest auf dem Isolierstoffstab, das ist vorzugsweise ein Glasfaserstab.
• Das Drahtstück 20 ist zum Beispiel folgendermaßen dimensioniert. Die Länge l1 des ersten, geraden Drahtabschnitts 14 beträgt $\frac{\text{λ1}}{\text{ 4}}$

  

  , wobei λ1 die mittlere Betriebswellenlänge des höchsten Frequenzbandes von zum Beispiel 825 bis 960 MHz ist. Die erste Spule 15 ist so bemessen, daß ihre induktive und kapazitive Komponente einen Parallelstromkreis bzw. einen Sperrkreis bildet, der auf die mittlere Betriebswellenlänge λ1 abgestimmt ist. Der erste, gerade Drahtabschnitt 14 und ein zweiter, gerader Drahtabschnitt 16 haben zusammen mit der dazwischen liegenden Spule 15 eine Länge $$\text{l2 =}\frac{\text{λ2}}{\text{ 4}}\text{,}$$

  

  wobei λ2 die mittlere Betriebswellenlänge des zweithöchsten Frequenzbandes von zum Beispiel 450 bis 470 MHz ist.
• Die zweite Spule 17 dient zur Phasendrehung. Sie erzeugt bei der mittleren Betriebswellenlänge λ2 eine Phasendrehung von zum Beispiel 135°.
• Während die erste Spule 15 mehrere eng aneinanderliegende Windungen hat, weist die zweite Spule 17 mehrere, auf Abstand gewickelte Windungen auf.
• Der dritte, gerade Drahtabschnitt 18 hat eine Länge l3 = 5/8 λ2, und das gesamte Drahtstück 20 hat eine Länge $$\text{l4 =}\frac{\text{λ3}}{\text{ 4}}$$

  

  , wobei λ3 die mittlere Betriebswellenlänge des zweitniedrigsten Frequenzbereiches von zum Beispiel 75 bis 115 MHz ist. Das Drahtstück besteht vorzugsweise aus Kupferlackdraht.
• Der in der Figur gezeigte stabförmige Mehrbereichsstrahler 10 ist von einer in der Figur der Übersichtlichkeit halber weggelassenen Isolierstoffschicht umgeben, das ist zum Beispiel ein Isolierstoff-Schrumpfschlauch oder eine durch Tauchen erzeugte dünne Isolierstoffschicht.
• Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen stabförmigen Strahlers ist folgende.
• Der erste Drahtabschnitt 14 bildet einen $\frac{\text{λ1}}{\text{ 4}}$

  

  -Strahler für das höchste Frequenzband. Im zweithöchsten Frequenzband kommt ein gestockter $\frac{\text{λ2}}{\text{ 4}}$

  

  - + 5/8-λ2-Strahler mit der Phasendrehspule 17 zur Wirkung. Für den zweitniedrigsten und niedrigsten Frequenzbereich kommt der $\frac{\text{λ3}}{\text{ 4}}$

  

  -Strahler zur Wirkung, der auf den UKW-Bereich abgestimmt ist und auch im niedrigsten Frequenzband, zum Beispiel dem AM-Frequenzband, zufriedenstellende Eigenschaften aufweist.

Claims (9)

1. Stabförmiger Mehrbereichsstrahler mit einem Isolierstoffstab als Träger für einen sich über die gesamte Länge des Stabes erstreckenden Draht, mit einem ersten, geraden Drahtabschnitt (14), der den Fußpunkt (12) des Mehrbereichsstrahlers (10) mit einem Ende einer ersten Spule (15) verbindet, einem zweiten, geraden Drahtabschnitt (16), der das andere Ende der ersten Spule mit einem Ende einer zweiten Spule (17) verbindet, und einem dritten, geraden Drahtabschnitt (18), der von dem anderen Ende der zweiten Spule bis an das freie Ende des Mehrbereichsstrahlers (10) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtabschnitte (14, 16, 18) gleichachsig zueinander und achsparallel zu der Längssymmetrieachse des Isolierstoffstabes (11) verlaufen, wobei der erste Drahtabschnitt (14) eine Länge $$\text{l1 =}\frac{\text{λ1}}{\text{ 4}}$$

   

   , der zweite Drahtabschnitt (16) zusammen mit dem ersten Drahtabschnitt (14) und der ersten Spule (15) eine Länge $$\text{l2 =}\frac{\text{λ2}}{\text{ 4}}$$

   

   , der dritte Drahtabschnitt (18) eine Länge l3 = 5/8 λ2 und der gesamte Mehrbereichsstrahler eine elektrische Länge $$\text{l4 =}\frac{\text{λ3}}{\text{ 4}}$$

   

   aufweisen und wobei λ3 die mittlere Betriebswellenlänge des zweitniedrigsten Frequenzbandes ist, die erste Spule (15) einen auf die mittlere Betriebswellenlänge λ1 des höchsten Frequenzbandes abgestimmten Parallelresonanzkreis bildet und die zweite Spule (17) eine auf die mittlere Betriebswellenlänge λ2 des zweithöchsten Frequenzbandes abgestimmte Phasendrehspule ist.
2. Mehrbereichsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei geraden Drahtabschnitte (14, 16, 18) und die beiden Spulen (15, 17) ein ununterbrochenes Drahtstück (20) sind.
3. Mehrbereichsstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtstück (20) aus einem Kupferlackdraht besteht.
4. Mehrbereichsstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffstab (11) ein Glasfaserstab ist.
5. Mehrbereichsstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Drahtabschnitte (14, 16, 18) auf den Isolierstoffstab (11) geklebt sind.
6. Mehrbereichsstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffstab (11) und das Drahtstück (20) von einer gemeinsamen Isolierstoffschicht umgeben sind.
7. Mehrbereichsstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrbereichsstrahler (10) eine Fahrzeugantenne ist.
8. Mehrbereichsstrahler nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spule (15) eine aus mehreren unmittelbar aneinanderliegenden Windungen bestehende Luftspule ist.
9. Mehrbereichsstrahler nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spule (17) eine aus mehreren, mit Abstand gewickelten Windungen bestehende Luftspule ist.

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