DD287634A7 - Antenne - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenne, die beim Empfang und bei der Transmission elektromagnetischer Energie angewendet werden kann. Die Antenne stellt kolinear angeordnete Dipole dar. Seitens der End-Halbwellendipole sind je ein Viertelwellendipol angebracht. Die Dipole wechseln sich mit einer Phasenverschiebung mit kapazitivem und mit induktivem Charakter ab, und zwar jeweils 60 bis 120. Die Herausfuehrungen sind asymmetrisch vom freien Ende des einen der End-Halbwellendipole und vom benachbarten Ende des nahen Viertelwellendipols vorgesehen. Fig. 2{Antenne; elektromagnetische Energie; Dipol; Phasenverschiebung, asymmetrisch; End-Halbwellendipol; Viertelwellendipol}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Antenne, welche beim Empfang und bei der Übertragung elektromagnetischer Energie Anwendung findet.

Charakteristik des bekannten Standet der Technik

Es ist eine Antenne bekannt, die mindestens zwei Halbwellendipole enthält, die nebeneinander auf einer Achse angeordnet sind (Karl Rothammel; .Antennenbuch", Sofia 1977). Allezwei nebeneinander (benachbart) angeordneten Halbwellendipolesind mit den Herausführungen eines induktiven phasendrehenden Stromkreises mit einer Phasenverschiebung von 180° verbunden, bei welchen der Abstand zwischen ihnen λ/8 ist. Das freie Ende des einen der End-Halbwellendipole ist die aktive Herausführung der Antenne.

Der Nachteil der bekannten Antenne besteht in ihrer kleinen Wirksamkeit, welche in ihrem ungenügenden Verstärkungsfaktor besteht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile weitgehend 7<i vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antenne mit einem erhöhten Verstärkungsfaktor zu schaffen.

Dioi-3 Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Antenne gelöst, welche „n" Paare Halbwellendipole enthält, die auf einer Achse angeordnet sind, wobei die Halbwellendipole von jedem Paar über einen entsprechenden phasendrehenden Stromkreis mit induktivem Charakter zueinander in Verbindung stehen. Die aktive Herausführung der Antenne erfolgt von dem freien Ende des einen der End-Halbwellendipole. Seitens der End-Halbwellendipole auf derselben Achse sind erfindungsgemäß je ein Viertelwellendipol angeordnet, wobei die passive Herausführung der Antenne vom Ende des Viertelwellendipols, benachbart mit der aktiven Herausführung, erfolgt ist. Die Verbindung zwischen den Paaren der Halbwellendipole und zwischen den End-Halbwollendipolen und deren entsprechenden Viertelwellendipolen weist einen kapazitiven Charakter auf, wobei die Phasenverschiebung mit induktivem Charakter auf die Phasenverschiebung mit kapazitivem Charakter von 60 bis 120° beträgt. Zweckmäßig ist es, daß die Phasenverschiebungen mit induktiven und kapazitiven Charakter 90° aufweisen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Antenne bestehen in ihrer erhöhten Wirksamkeit, d. h. im höheren Verstärkungsfaktor und im erhöhten Benutzungsfaktor der Antennenoberfläche.

Ausführungsbeispiele

Anhand einer beispielsweisen Ausführung der erfindungsgemäßon Antenne, gezeigt in den beiliegenden Figuren, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine prinzipielle Ausführung der Antenne mit „n" Paaren von Halbwellendipolen, und Fig. 2: eine Ausführung der Antenne mit einem Paar von Halbwellendipolen.

Die Antenne gemäß Fig.1 besteht aus „n" Paaren 1i, 1j,.... 1_n Halbwellendipolen 2i-3i; 2γ-3₂;...; 2„-3_n, angeordnet auf einer Achse 0-0. Die Halbwellendipole 2,—S₁; 2τ-3₂;...; 2„-3„ sind durch ihre Nahenden an den entsprechenden phasendrehenden Stromkreis mit einem induktiven Charakter 4,, 4_}, ...,A_n mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° zueinander angeschlossen. Die Verbindung 5 zwischen den einzelnen Paaren 11,1j,..., 1„ weist einen kapazitiven Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° auf. Seitens der End-Halbwellendipole 2,, 3„ auf derselben Achse 0-0 sind je ein Viertelwellendipol 6,7 angeordnet, deren Verbindung 8 mit den Halbwellendipolen einen kapazitiven Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° aufweist. Das freie Ende des ersten Halbwollendipols 2₍ ist die aktive Herausführung der Antenne, die verbunden ist mit dem Innenleiter der koaxialen Leitung 9, und die passive Herausführung der Antenne ist das benachbarte Ende des Viertelweljendipols 6, das mit dem geerdeten Innenleiter der koaxialen Leitung 9 verbunden ist. Die Herausführungen der Antenne können ebenso vom freien Ende des letzten Halbwollendipols 3„ und dem benachbarten Ende des Viertelwellendipols 7 abgeleitet werden.

Die Antenne gemäß Fig. 2 enthält ein Paar 1₁ Haibwellendipolo 2-3, welche zueinander über einen phasendrehenden Stromkreis mit induktivem Charakter 4 mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° verbunden und als eine Spule ausgeführt sind. Seitens der beiden Enden des Paares 1 auf derselben Achse 0-0 sind je ein Viertelwellendipol 6,7 angeordnet, welche an das Paar 1 über eine Verbindung 8 mit kapazitivem Charakter mit einer Phasenverschiebung von 60° bis 120° angeschlossen sind, hergestellt durch den Luftspalt zwischen den Viertelwellendipolen:\ 7 und ihren benachbarten Halbwellendipolen 2,3. Die aktive Herausführung der Antenne ist vom freien Ende des Halbwellendipols 2 abgeleitet und die passive Herausführung - vom benachbarten Ende des Viertelweilendipols 6. Die aktive Herausführung kann ebenso vom freien Ende des Halbwellendipols 3 herausgeführt werden, und die passive Herausführung vom benachbarten Ende des Viertelwellendipols 7. Durch unterschiedliche Variationen der Antenne können Mehrelementen-Antennensysteme mit einer geeigneten Amplituden-Phasen-Speisung und Koordinierung zwischen den Elementen des Systems geschaffen werden.

Die Antenne arbeitet in einem Empfangsbetrieb oder in einem Betriebszustand der Ausstrahlung elektromagnetischer Energie. Sie stellt eine kolineare Reihe von Halbwellendipolen mit sich abwechselnder Phasenverschiebung mit einem kapazitiven Charakter und einer Phasenverschiebung mit induktivem Charakter dar, die jeweils 60° bis 120° aufweist. Die Viertelwellendipole 6,7 führen die Funktion eines koordinierenden Elements aus.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Antenne, welche mit einem Paar Halbwellendipolen ausgeführt ist, wurde bei einer Phasenverschiebung mit induktivem und kapazitivem Charakter von 90° im Motorwellenbereich für Frequenzen von 160 MHz bis 200MHz ein Verstärkungsfaktor von 5,7 α B für eine Frequenz von 168 MHz in bezug auf den Halbwellendipol erreicht. Im Dezimeterbereich wurde für Frequenzen von 450MHz bis 540 MHz ein Verstärkungsfaktor von 4,4 α B für eine Frequenz von 525 MHz in bezug auf den Halbwellendipol erreicht. Die erwarteten Verstärkungsfaktoren bei den unterschiedlichen Ausführungen der Antenne sind gemäß der Erfindung in der Tabelle im Vergleich mit diesen des Antennen-Prototyps angegeben.

Tabelle

Anzahl der Dipole	zwei 160 200 MHz	450 540 MHz	drei	Ausführungen vier fünf	sechs	sieben	acht	zehn
				Verstärkungsfaktor
gemäßder Erfindung mit Phasenver schiebung von 90°	5,7 168 MHz	4,4 525 MHz		zirka - 9,5	zirka 9,4		zirka 10,5	zirka 11,3
Prototyp	1,8	3,2	4,5	5,8	6,2	6,9	7,5	-

Die Analyse der Daten zeigt, daß Nahwerte von Verstärkungsfaktoren und ihre entsprechenden wirksamen Oberflächen durch die erfindungsgemäße Antenne mit einer ötwa zweimal kleineren elektrischen Länge erreicht werden.

Die Antenne weist eine asymmetrische Herausführung auf, was eine direkte Verbindung an eine asymmetrische Leitung, zum Boiepiel eine koaxiale Leitung, ermöglicht. Die Verbindung der asymmetrischen Leitung kann auch über ein Koordinationsglied erfolgen.

Es besteht die Möglichkeit, daß die Antenne auch an eine symmetrische Leitung über ein Symmetrier- und Koordinationsglied angeschlossen werden kann.

Claims (3)

1. Antenne, welche „n" Paare Halbwellendipole enthält, welche auf einer Achse angeordnet sind, wobei die Halbwellendipole von jedem Paar mit einem entsprechenden phasendrehenden Stromkreis mit induktivem Charakter zueinander verbunden sind, bei welchem die aktive Herausführung der Antenne vom freien Ende des einen der End-Halbwellendipole vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß seitens der End-Halbwellendipole (2₁₍ 3_n) auf derselben Achse (0-0) je ein Viertelwellendipol (6; 7) angeordnet sind, wobei die passive Herausführung der Antenne vom Ende des Viertelwellendipols (6 bzw. 7) vorgesehen ist, und die Verbindung zwischen den Paaren (I₁,1₂/ ..., "I_n) der Halbwellendipole und zwischen den End-Halbwellendipolen (2₁₍3_n) und ihren entsprechenden Viertelwellendipolen (6,7) weist einen kapazitiven Charakter auf, wobei die Phasenverschiebung mit induktivem Charakter und die Phasenverschiebung mit kapazitivem Charakter von 60° bis 120° beträgt.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung der phasendrehenden Stromkreise (4_1f 4₂,..., 4„) mit induktivem Charakter 90° beträgt.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung der Verbindungen (5; 8) mit einem kapazitiven Charakter 90° beträgt.