DE1902884B2 - ANTENNA SYSTEM FOR VHF AND UHF AREAS FOR DETERMINING DIRECTION - Google Patents
ANTENNA SYSTEM FOR VHF AND UHF AREAS FOR DETERMINING DIRECTIONInfo
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Description
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Die Strahlungsschwerpunkte der drei Antennen- der auf der einen Seite des Trägermaterials α auf-The radiation centers of the three antennas on one side of the carrier material α
elemente (Dipole ^1 und d2, Rahmenantenne R) müs- gesetzten Brücke B (F i g. 3), mittels der jeweils zwei,elements (dipoles ^ 1 and d 2 , loop antenna R) must be set bridge B (Fig. 3), by means of the two,
sen zusammenfallen, um einen zusätzlichen Fehler eine Dipolhälfte bildende Dipolteile der Dipole dv sen coincide in order to avoid an additional error forming a dipole half of the dipole parts of the dipoles d v
durch Dezentralisation zu vermeiden. bzw. d% leitend verbunden sind. Es ergeben sich soto be avoided through decentralization. or d % are conductively connected. It turns out that way
Trotz der aufbaumäßig sich durchdringenden An- 5 für jeden Dipol f/, und d% je zwei Speisepunkte an denDespite the structurally interpenetrating an 5 for each dipole f /, and d % two feed points at the
Ordnung müssen die Antennenelemente elektrisch Brücken B, an die symmetrisch die jeweilige Speise-Order, the antenna elements must have electrical bridges B, to which the respective feeder
veitgehendst voneinander entkoppelt sein (>40 db) energie abgelegt wird.as far as possible decoupled from each other (> 40 db) energy is deposited.
und dürfen sich in der Diagrammform gegenseitig Auf der von Kupferfolie freien Fläche sind genauand are allowed to mutually represent each other in the form of a diagram on the area free of copper foil are exactly
nicht beeinflussen. in der Mitte zwischen den einzelnen Dipolteilen dernot affect. in the middle between the individual dipole parts of the
Die vorstehenden Forderungen sind, wie sich durch 10 jeweiligen Dipolhälften der Dipole dx und r/2 auf demThe above requirements are, as indicated by 10 respective dipole halves of the dipoles d x and r / 2 on the
umfangreiche Versuche herausgestellt hat, mit der Trägermaterial ο die Speisesysteme Tr (F i g. 3, 4) fürExtensive experiments have shown with the carrier material ο the feed systems Tr (F i g. 3, 4) for
skizzierten Anordnung der einzelnen Leiterzüge gemäß die einzelnen Rahmenteile r1jri, r3jr4, rslrt und C7Zr8 Sketched arrangement of the individual conductor tracks according to the individual frame parts r 1 jr i , r 3 jr 4 , r s lr t and C 7 Zr 8
F i g. 1, in der schematisch die prinzipielle Anordnung (F i g. 1, 7, 8) der Rahmenantenne R (Rundstrahler)F i g. 1, in which the basic arrangement (Fig. 1, 7, 8) of the loop antenna R (omnidirectional antenna)
der Antennenelemente gezeigt ist, zu erfüllen. angeordnet. Infolge der kapazitativen Kopplung anof the antenna elements is shown to meet. arranged. As a result of the capacitive coupling
Aus mechanischen Gründen (Maßgenauigkeit) ist t5 die erregten Dipole dx und dt führen die Speise-For mechanical reasons (dimensional accuracy) t5 is the excited dipoles d x and d t lead the feed
das Antennensystem in der Technik der gedruckten systeme Tr auf der Außenseite Strom. Da ihre Längs-the antenna system in the technique of printed systems Tr on the outside electricity. Since their longitudinal
Schaltungen (Stripline-Technik) ausgeführt, was zu- achsen jedoch mit der der Dipole zusammenfallen,Circuits (stripline technology) carried out, which increase but coincide with that of the dipoles,
gleich auch eine einfache und preisgünstige Fertigung tritt keine Beeinträchtigung des Strahlungsdiagrammesalso a simple and inexpensive production does not affect the radiation diagram
erlaubt. Die einzelnen, die Antennenelemente bil- der Dipole auf.permitted. The individual antenna elements form dipoles.
denden Leiter werden mittels bekannter Technik auf ao Mit der beschriebenen Anordnung ergeben sich fürThe ends of the conductors are connected to ao using known technology. With the arrangement described, for
einer beidseitig mit Kupferfolie kaschierten, etwa einen Dipol </, oder dt die folgenden gemessenenone laminated on both sides with copper foil, for example a dipole </, or d t the following measured
kreisförmigen Isolierstoff-Trägerplatte (a, F i g. 3, 6, Werte des Strahlungsdiagrammes: 6a) hergestellt. Die gekreuzten Dipolsysteme dt undcircular insulating material carrier plate (a, Fig. 3, 6, values of the radiation diagram: 6a). The crossed dipole systems d t and
ί/ϋ (F i g. 1, 2) sind innerhalb der Rahmenantenne R, 3-db-Breite 89,5°ί / ϋ (Fig. 1, 2) are within the loop antenna R, 3-db-width 89.5 °
die aus Rahmenteilen rx bis r„ gebildet wird, symme- 35 (theoretische Grenze 90°)which is formed from frame parts r x to r ", symmetrical 35 (theoretical limit 90 °)
trisch angeordnet. Die Rahmenantenne R (F i g. 1) 6-db-Breitt 118,5 ... 119°trically arranged. The loop antenna R (Fig. 1) 6 db width 118.5 ... 119 °
wird an vier diametralen Stellen F des Umfangs mit (theoretische Grenze 120°)at four diametrical points F of the circumference with (theoretical limit 120 °)
Trägerenergie eingespeist, wie später noch ausführlich „ . ..Carrier energy fed in, as will be explained in more detail later “. ..
beschrieben wird (F i g. 4 bis 7), wobei die Speise- Nullemzuge -40 ... -50 dbis described (F i g. 4 to 7), the feed Nullemzuge -40 ... -50 db
systeme Tr (F i g. 3 und 4) auch in Stripline-Technik 3o Winkelfehler zwischen ausgeführt (F i g. 6 und 6a) und in der Achse der den Nulleinzügen ... 0,3° ... 0,5° flächenhaften Dipole dx und dt in Aussparungen angeordnet sind. Die Speisesysteme (nicht dargestellt) Der Eingangswiderstand eines Dipols liegt bei für die Dipole dx und d2, zweckmäßigerweise ebenfalls Re «= (5 - j 120) Ohm.systems Tr (Figs . 3 and 4) also in stripline technology 3o angular error between executed (Figs. 6 and 6a) and in the axis of the zero indentations ... 0.3 ° ... 0.5 ° Planar dipoles d x and d t are arranged in recesses. The feed systems (not shown) The input resistance of a dipole is for the dipoles d x and d 2 , expediently also Re = (5 - j 120) ohms.
in Stripline-Technik ausgeführt, sind in einem als 35 Der zweite Dipol dt ist orthogonal zum ersten Abschirmung dienenden Metallgehäuse (nicht dar- angeordnet. Bei mechanisch exaktem Aufbau ergeben gestellt) auf der einen Seite der Isolierstoff-Träger- sich zwischen den beiden Dipolen Entkopplungswerte platte o, auf der sich auch die anderen Antennen- von 50 bis 60 db, einwandfrei symmetrierende Speiseelement; befinden, an die Dipolteile verbindende systeme (nicht gezeichnet) vorausgesetzt. Brücken B (F i g. 3) angebaut und mit diesen leitend 40 Die aus den acht kreisförmig (D/λ = 0,25; D = verbunden. F i g. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Durchmesser von R, λ = Betriebswellenlänge) anLinie A-A'. F i g. 2, in Pfeilrichtung gesehen. geordneten Rahmenteilen ry... r„ aufgebaute Rahmen-The second dipole d t is orthogonal to the first shielding metal housing (not shown. Given a mechanically exact structure) on one side of the insulating material carrier between the two dipoles Decoupling values plate o, on which the other antennae from 50 to 60 db, perfectly balanced feed element; systems (not shown) connecting the dipole parts are provided. Bridges B (Fig. 3) built on and with these conductive 40 Die from the eight circular (D / λ = 0.25; D = connected. Fig. 3 shows a section along the diameter of R, λ = operating wavelength ) on line A-A '. F i g. 2, seen in the direction of the arrow. ordered frame parts r y ... r "built-up frame
Da das zur Zeit aus Festigkeitsgründen verwendete antenne R wird an den vier Stellen F (bzw. χ und >·) Trägermaterial für die Antennenplatte (Epoxyd-Glas- eingespeist, wodurch eine sehr homogene Stromfasergewebe, 1.5 mm) keine besonders guten Hoch- 45 verteilung auf dem Umfang erzielt wird. frequenz-Eigenschaften aufweist (bei 100 MHz: Di- Beim Betrieb ergibt sich dann ein in F i g. 4 durch elektrizitätskonstante £ ^ 5,2; Verlustwinkel tan# =« Vorzeichen + bzw — an den einzelnen Rahmenuiler 300 · ΙΟ-4) ist die Konstruktion so ausgeführt, daß gekennzeichneter Strombelag. Die Rahmenteile sine das Trägermaterial α weitgehend feldfrei bleibt. Zur aus Gründen der Anpassung als Leitungskreise ir Verringerung der Verluste wurde weiterhin die Isolier- 50 Stripline-Technik ausgeführt; ihre Länge/ ist kleine stoff-! rägerplatte α an einigen kritischen Stellen, d. h. als eine Viertelwellenlänge (//λ < 0,25) gewählt, an den jeweiligen Einspeisestellen F bzw. χ unu y Zwischen den jeweiligen Speisepunkten χ und (F i g. 1. 4. 7). ausgespart, was zugleich eine Ver- bei F und den strahlenden Rahmenteilen r,... r8 lieg ringerung der Kapazität zwischen den benachbarten eine Induktivität L mit dem induktiven Widerstam Leitern bewirkt. 55 (Blindwiderstand) Xj. = 50 ... 150 Ohm. Der ei Since the antenna R currently used for reasons of strength is fed into the four points F (or χ and> ·) carrier material for the antenna plate (epoxy-glass, which creates a very homogeneous electricity fiber fabric, 1.5 mm), it is not particularly well distributed on the scope is achieved. has frequency properties (at 100 MHz: Di- During operation, there is then an in Fig. 4 by the electricity constant £ ^ 5.2; loss angle tan # = «sign + or - at the individual frame oiler 300 · ΙΟ- 4 ) the construction is carried out in such a way that marked current coating. The frame parts sine the carrier material α remains largely field-free. In order to reduce losses for reasons of adaptation as line circuits, the 50 stripline insulation technology was still used; their length / is small fabric! carrier plate α at some critical points, ie selected as a quarter wavelength (// λ <0.25), at the respective feed points F or χ unu y between the respective feed points χ and (F i g. 1. 4. 7). recessed, which also r a comparison at F and the radiating frame parts, ... r causes 8 lie ringerung the capacitance between the adjacent an inductance L with the inductive Widerstam conductors. 55 (reactance) Xj. = 50 ... 150 ohms. The egg
Im folgenden werden nun die einzelnen Antennen- forderliche, jeweilige Wert dieses Blindwiderstandes X In the following, the individual antenna-required, respective values of this reactance X
elemente des Antennensystems genauer beschrieben. kann durch veränderliche Kurzschlußschieber S (z. Ielements of the antenna system described in more detail. can be changed by variable short-circuit slide S (z. I
Die beiden Dipole dt und d2 sind als flächenhafte F i g. 4) eingestellt werden.The two dipoles d t and d 2 are shown as two-dimensional F i g. 4) can be set.
Hertzsche Dipole gemäß F i g. 2 (/// = 0.17; bj).= Die beschriebene Rahmenantenne R (RundstrahleiHertzian dipoles according to FIG. 2 (/// = 0.17; bj). = The described loop antenna R (Rundstrahlei
0.05: / = Länge, b = Breite, λ = Betriebswellenlänge) 60 liefert ein Diagramm mit weniger als J1 0.2 db Al0.05: / = length, b = width, λ = operating wavelength) 60 provides a diagram with less than J 1 0.2 db Al
ausgebildet, wobei die die Dipolteile bildenden weichung von der idealen Kreisform.formed, wherein the dipole forming the deviation from the ideal circular shape.
Kupferbeläge auf beiden Seiten des Trägermaterials α Die Speisesysteme Tr für den Rundstrahler R sinCopper coatings on both sides of the carrier material α The feed systems Tr for the omnidirectional radiator R sin
(F i g. 3, 6. 6 a) angeordnet -sind. Die einzelnen, ein- als Schlitztransformatoren ausgebildet, die in Stri](Fig. 3, 6. 6 a) are arranged. The individual, one designed as slot transformers, which are in stri]
ander entsprechenden Dipolteile der Dipole </, und d% line-Technik ausgeführt sind. Sie bewirken sowoother corresponding Dipolteile the dipoles </ and d% line technology are carried out. You effect anyway
auf beiden Seiten des Trägermaterials α sind mittels 65 eine Umsymmetrierung als auch eine TransformatkOn both sides of the carrier material α , by means of 65, symmetrization as well as a transformer are located
Verbindungen ρ (Fig. 3) mindestens an den Ecken des Strahlerwiderstandes, so daß sich im zentral«Connections ρ (Fig. 3) at least at the corners of the radiator resistance, so that in the central "
durch das Trägermaterial α hindurch leitend \er- Speisepunkt C, das ist der Punkt, in dem die viconductive through the carrier material α feed point C, that is the point at which the vi
bunden. Die Einspeisung der Sendeenergie erfolgt an Schlitztransformatoren Tr parallel geschaltet sinbound. The transmission energy is fed in at slot transformers Tr connected in parallel
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für den Rundstrahler R ein Eingangswiderstancl von System«, der Schlitztransformatoren Tr bildenden,for the omnidirectional radiator R an input resistance from system «forming the slot transformers Tr,
näherungsweise 50 Ohm (koaxial. Massepunkt Λ/) mittels der Verbindung ν leitend miteinander verbiin-approximately 50 ohms (coaxial. ground point Λ /) by means of the connection ν conductively connected to one another.
ergibt. denen Deläge 1 mittels einer Verlängerung der Verbin-results. which Deläge 1 by means of an extension of the connection
Die Transformation erfolgt wie es in F i g. 5 dung ν mit dem Belag 2 leitend verbunden. An denThe transformation takes place as in FIG. 5 manure ν is conductively connected to the covering 2. To the
(Smith-Diagramm) eingezeichnet ist. 5 Ausgängen eines jeden Schlitztransformators Tr (Be-(Smith chart) is shown. 5 outputs of each slot transformer Tr (loading
Der Eingangswiderstand zwischen zwei benach- läge 2 und 3). die mit den Speisepunkten .v bzw. y vonThe input resistance between two adjacent 2 and 3). those with the feed points .v and y of
harten Stra,..'erelemenien. z. B. r1 und r2 des Rund- jeweils zwei zusammengehörigen Rahmenteilen, z.. B.hard road .. 'erelemenien. z. B. r 1 and r 2 of the round two frame parts that belong together, e.g.
Strahlers R liegt bei Z, = 50 (0.05 - j 2.5) Ohm. T1V2. zn verbinden sind (in F i g. 6 durch Pfeile gekenn-Radiator R is at Z, = 50 (0.05 - j 2.5) Ohm. T 1 V 2 . zn (indicated by arrows in Fig. 6
symmetrisch. (Punkt Pl. F i g. 5). zeichnet) steht eine s\ inmetrische Spannung zur Spei-symmetrical. (Point Pl. F i g. 5). draws) there is a s \ inmetric stress for storage
Durch Vorschalten der induktivität L mit dem in- n> sung der Strahlerelemente r, r2. λ., γ, ... des Rund-By connecting the inductance L upstream with the consideration of the radiator elements r, r 2 . λ., γ, ... of the round
dluktiven Widerstand Xi, (Leitungskreise) ergibt sicli Strahlers R zur Verfügung. Als Abschirmung der bisherDuctive resistance Xi, (line circuits) results in radiator R available. As a shield so far
Hu den jeweiligen Speisepunkten γ und y der einzelnen beschriebenen Teile eines jeden Schlilztransformators Tr Hu the respective feed points γ and y of the individual described parts of each Schlilz transformer Tr
Rahmenteile r^r.,. rx r,. /yr, und r-t„ ein Widerstand sind weitere Kupferbeläge 4 und 5 auf Isoliermaterial d Frame parts r ^ r.,. r x r ,. / yr, and r- t "a resistor are further copper layers 4 and 5 on insulating material d
Z2-SO (0.06 /0) Ohm symmetrisch (Punkt Pl. bzw. e aus PPO vorgesehen, iie eine Strahlung nach Z 2 -SO (0.06 / 0) Ohm symmetrical (point Pl. Or e from PPO provided, iie a radiation after
F i g. 5). 15 außen bzw. eine Einkopplung von Störungen vonF i g. 5). 15 outside or a coupling of interference from
Die Schlitztransformatoren Tr sind im Wellenwider- außen verhindern. Aus diesem Grunde sind die Kupfer-The slot transformers Tr are in the wave counter- outside prevent. For this reason the copper
itand und in der elektiischen Länge in an sich be- beläge 4 und 5 etwas breiter gehalten als jie Kupfer-itand and in terms of electrical length in coverings 4 and 5 are somewhat broader than the copper
kannter Weise so bemessen, daß dieser Widerstand Z2 beläge 2 und 3. D'e Kiipferbeläge 4 und 5 sind mittelsAs is known, so dimensioned that this resistance Z 2 coverings 2 and 3. D'e Kiipferbeläge 4 and 5 are by means of
auf Z3 -- 50 (5 · /0) Ohm. koaxial, transformiert wird der entsprechend verlängerten Verbindung ul an denon Z 3 - 50 (5 · / 0) ohms. coaxial, the correspondingly lengthened connection ul to the is transformed
(Punkt P3. F i g. 5). 20 Massepunkt M gelegt, der den Außenleiter des koaxi-(Point P3. Fig. 5). 20 ground point M , which connects the outer conductor of the coaxial
Durch Zusammenschalten der F.ingänge der vier alen Speisesystems bildet. Die Energie wird bei Cund WBy interconnecting the inputs of the four alen feed system. The energy is at C and W
Schlitztransformatoren Tr ergibt sich im Speisepunkt C mittels eines mit entsprechendem Stecker versehenenSlot transformers Tr are obtained at feed point C by means of a connector provided with a suitable connector
gegen den Massepunkt l\f ein Widerstand Z4 — 50 Koaxialkabels eingespeist. Die Kiipferbeläge 4 und 5against the ground point l \ f a resistor Z 4 - 50 coaxial cable is fed in. The Kiipfer coverings 4 and 5
(1.2 L /0) Ohm. koaxial, als Eingangswiderstand für sind £im anderen Ende (Ausgangsende, recht; in(1.2 L / 0) ohms. coaxial, as input resistance for are £ in the other end (output end, right; in
den Rundstrahler R (Punkt P4. F i g. 5). 25 Fig. Ii bzw. vorn in Fig. 6a) mittels einer Verbin-the omnidirectional radiator R (point P4. F i g. 5). 25 Fig. Ii or at the front in Fig. 6a) by means of a connection
Der Frequenzgang der Anpassung verläuft gemäß ■ dung u 2 leitend verbunden,The frequency response of the adaptation runs according to ■ application u 2 conductively connected,
der gestrichelt gezeichneten Kurve in F i g. 5. Die einzelnen Bauteile eines jeden SJilitztransfor-the dashed curve in FIG. 5. The individual components of each SJilitztransfor-
Durch Verändern der Vorschalt-Induktivität L mator« Tr sind mechanisch fest miteinander verbunden,By changing the series inductance L mator « Tr are mechanically firmly connected to one another,
(Kurzschlußschieber 5 der Leitungskreis: verstellen) beispielsweise mittels Zweikomponenten-F.poxydharz-(Short-circuit slide 5 of the line circuit: adjust) for example by means of two-component F.poxy resin
läßt sich für jede Frequenz im Bereich von 108 bis 30 Kleber zusammengeklebt, wobei möglichst homogenecan be glued together for any frequency in the range from 108 to 30, being as homogeneous as possible
118 MHz Punkt P4 des Diagrammes gemäß F i g. 5 Klebfugen (ohne Lufteinschlüsse) anzustreben sind,118 MHz point P4 of the diagram according to FIG. 5 glue joints (without air inclusions) are to be aimed for,
erreichen. Die Feinanpassur.g auf Z — 50 Ohm wird Durch die teilweise Verwendung guter Hochfre-reach. The Feinanpassur.g to Z - 50 Ohm is due to the partial use of good high frequency
mittels eines Transformat'onsvierpols vorgenommen. quenz-lsolierstoffe (z.B. PPO mit tan Λ -8-10 ')made by means of a Transformat'onsvierpols. frequency insulating materials (e.g. PPO with tan Λ -8-10 ')
Der Aufbau der Schlitztransformatoren Tr ist in verursachen die Schlitztransformatoren Tr nur sehrThe structure of the slot transformers Tr is in cause the slot transformers Tr only very much
F i e. 6 schematisch dargestellt. F i g. 6 zeigt die ein- 35 geringe Verluste.F i e. 6 shown schematically. F i g. 6 shows the low losses.
zelnen Bauteile der besseren Übersicht wegen mit Ab- Der Energietransport vom zentralen Speisepunkt CThe energy transport from the central feed point C
stand übereinanderliegend. In Wirklichkeit sind die und dem Massepunkt M des Rundstrahlers R zu denstood on top of each other. In reality, the and the mass point M of the omnidirectional radiator R are the
Bauteile eng zusammengebaut, beispielsweise zu- jeweiligen Einspeisestellen .ν und y erfolgt über dasComponents are closely assembled, for example to the respective feed-in points .ν and y are carried out via the
sammengekittet. Feld zwischen Innenleiter 1 und dem Kupferbelag 3.cemented together. Field between inner conductor 1 and the copper coating 3.
F i g. 6a zeigt einen Querschnitt, auf die Stirnseite 4.0 Dieses Feld verläuft nur im veriustarmen PPO. DasF i g. 6a shows a cross section on the front side 4.0. This field runs only in the low-loss PPO. That
gesehen. Wie aus F i g. 6a hervorgeht, ist der Aufbau Feld zwischen den Belägen 2 und 3 durchsetzt zweiseen. As shown in FIG. 6a, the building field between the pads 2 and 3 is interspersed with two
zu beiden Seiten des Trägermaterial α gleich, also Schichten PPO und eine Schicht Epoxyd-Glasgcwebethe same on both sides of the carrier material α , i.e. layers of PPO and a layer of epoxy glass fabric
spiegelbildlich symmetrisch zum Trägermaterial α. (tan Λ = 300 · 10 '); die auftretenden Verluste sindmirror image symmetrical to the carrier material α. (tan Λ = 300 x 10 '); are the losses incurred
In F i g. 6 ist diese Symmetrie der Einfachheit wegen jedoch gering, weil die Spannung zwischen den Be-In Fig. 6 this symmetry is small for the sake of simplicity because the tension between the two
nicht vollständig gezeichnet. 45 lägen 2 und 3 nur kleine Werte annimmt, da der Wider-not completely drawn. 45, 2 and 3 would only assume small values, since the
Um die Verluste in den Schlitztransformatoren Tr stand Z2 zwischen den jeweiligen Einspeisepunkten .vTo the losses in the slot transformers Tr stood Z 2 between the respective feed points .v
(F i g. 6) möglichst klein zu halten, sind diese weit- undj· nur etwa 3 Ohm beträgt, und diese Spannung(Fig. 6), these are wide and only about 3 ohms, and this voltage is to be kept as small as possible
gehend aus verlustarmem Isoliermaterial, z. B. Poly- vom Ausgang des jeweiligen Schlitztransformators Tr going from low-loss insulating material, e.g. B. Poly from the output of the respective slot transformer Tr
phenylene-Oxyd (PPO) mit ε =& 2.55 und tan Λ = 8.10"4 (Pfeile rechts in F i g. 6) zum Eingang (Speisestellen Cphenylene oxide (PPO) with ε = & 2.55 and tan Λ = 8.10 " 4 (arrows on the right in Fig. 6) to the entrance (feed point C
(f = Dielektrizitätskonstante: tan ύ = Verlustwinkel) 30 und Λ/, links in Fig. 6) zudem etwa linear abnimmt, (f = dielectric constant: tan ύ = loss angle) 30 and Λ /, left in Fig. 6) also decreases approximately linearly,
aufgebaut. Von der Ausgangsseite gesehen (Pfeile rechts in F i g. 6)built up. Seen from the exit side (arrows on the right in Fig. 6)
Auf der Epoxydharz-Glasgewebe-Trägerplatte ο be- bilden die Beläge 2 und 3 zusammen eine symmetrischeThe coverings 2 and 3 together form a symmetrical one on the epoxy resin / glass fabric carrier plate ο
finden sich beidseitig die den Innenleiter des Koaxial- Bandleitung, die an der Eingangsseite (links in F i g. 6)the inner conductor of the coaxial ribbon cable can be found on both sides, which is on the input side (left in Fig. 6)
systems bildenden, konisch (wegen Z—Variation) ver- kurzgeschlossen ist.system-forming, conical (because of Z-variation) is short-circuited.
laufenden Kupferbeläge 1, die am Anfang und Ende 55 Das Feld zwischen den Kupferbelägen 2 und 3 desrunning copper coverings 1, which are at the beginning and end 55 the field between the copper coverings 2 and 3 of the
mittels einer Verbindung/? durch ein Loch im Träger- jeweiligen Schiitztransformators Tr und den die je-by means of a connection /? through a hole in the carrier - the respective Schiitztransformer Tr and the each
material α leitend miteinander verbunden sind, elek- weilige Abschirmung bildenden Kupferbelägen 4bzw. 5material α are conductively connected to each other, electrical shielding forming copper coverings 4 or. 5
trisch also parallel geschaltet sind. Der Außenleiter der verläuft nur im veriustarmen PPO.trisch are connected in parallel. The outer conductor runs only in the low-loss PPO.
Schlitztransformatoren Tr wird von Kupferbelägen 2 Bei Betrieb nur des Rundstrahlers R stellt sich aufSlot transformers Tr is covered by copper coverings 2 When only the omnidirectional radiator R is in operation
und 3 auf Isolierstoffstreifen h bzw. c (aus PPO) zu 60 den einzelnen Rahmenteilen/yV2 ... die in den F ig. 4and 3 on strips of insulating material h or c (made of PPO) for the individual frame parts / yV 2 ... which are shown in FIGS. 4th
beiden Seiten der Trägerplatte α gebildet. und 7 mit Vorzeichen -j- bzw. — angedeutete Span-formed both sides of the support plate α . and 7 with the sign -j- or - indicated span-
An der Seite, an der die Einspeisung erfolgt (links in nungsverteilung ein.On the side where the feed takes place (on the left in the feed distribution a.
F i g. 6). sind die Beläge 2 und 3 mittels einer Verbin- Es wird nun die Wirkung der erregten Rahmendung
trl durch das Trägermaterial α hindurch leitend teile C1V2 ... auf die Dipole </, und d„ betrachtet,
miteinander verbunden und bilden den Masseleiter M 65 Wegen der Symmetrie zu den in der Mitte angeord-(z.
B. F i g. 8) des koaxialen Systems der Schlitztrans- neten. Dipolen ^1 und d, und der gegenphasigen Erreforn.
stören Tr. Am (symmetrischen) Ausgangsende gung von sich auf dem Umfang gegenüberliegenden
(rechts in F i g. 6) sind die den Tnnenleiter des koaxialen Rahrnenteüen. z. B. r3 und rs oder r, und r- in WirkungF i g. 6). are the coverings 2 and 3 by means of a connection. The effect of the excited frame end trl through the carrier material α through conductive parts C 1 V 2 ... on the dipoles </, and d "is considered,
connected to each other and form the ground conductor M 65 Because of the symmetry to the (e.g. Fig. 8) arranged in the middle of the coaxial system of the slit transnets. Dipoles ^ 1 and d, and the anti-phase Erreforn. disturb door. At the (symmetrical) exit end of each other on the circumference opposite one another (on the right in Fig. 6) are the inner conductors of the coaxial part of the frame. z. B. r 3 and r s or r, and r- in effect
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auf den Dipol r/,, heben sich diese Wirkungen durch Strahlungsverkopplung (durch Pfeile in F i g. 7 angedeutet) auf die Dipole d, und d2 praktisch auf, d. h., bei Betrieb des Rundstrahlers R werden auf den Dipolen r/, und d, nur kleine oder überhaupt keine Ströme induziert, die das Runddiagramm beeinträchtigen könnt 'ft.on the dipole r / ,, these effects cancel by radiation coupling (indicated by arrows in F i g. 7 indicated) d to the dipoles, and d 2 practical, ie, during operation of the circular radiator R will be on the dipoles r /, and d, only small currents or no currents at all induced which could affect the circular diagram 'ft.
Bei Erregung rit/r eines Dipols, z. B. rf„ des Kreuzdipol-Systems ergibt sich durch kapazitive Kopplung bzw. Strahkingsverkopplung (in F i g. 8 durch Pfeile angedeutet) auf den einzelnen Rahmenteilen /γ V2 ... die in F i g. 8 durch Vorzeichen bzw. - angedeutete Spannungsverteilung.When excited rit / r a dipole, z. B. rf "of the cross dipole system results from capacitive coupling or beam coupling (indicated by arrows in FIG. 8) on the individual frame parts / γ V 2 ... Those shown in FIG. 8 by the sign or - indicated stress distribution.
Zum Vergleich mit der Spannungsverteilung bei Betrieb des Rundstrahlers R (F i g. 4 und 7) ist diese durch in Klammern gesetzte Vorzeichen ( +-) bzw. (- ) in F i g. 8 eingetragen. Wie man erkennt, ist die durch Kopplung des strahlenden Dipols, z. B. r/„ auf die Rahmenteiie induzierte Spannung auf den Rahmenteilen r, und r4 genau gegenphasig zu der Spannungsverteilung bei Betrieb des Rundstrahlers. Die induzierten Spannungen auf gegenüberliegenden Rahmenteilen pflanzen sich übei die Schlitztransformatoren Tr turn zentralen Speisepunkt C der Antenne hin fort (durch gestrichelt gezeichnete Pfeile in F i g. 8 angedeutet) und löschen sich hier aus (»virtueller Kurzschluß«). Für den zweiten Dipol d2 (in F i g. 7 und 8 nicht gezeichnet) des Kreuzdipol-Systems gelten analoge Verhältnisse.For comparison with the voltage distribution during operation of the omnidirectional radiator R (FIGS. 4 and 7), this is indicated by the signs (+ -) and (-) in brackets in FIG. 8 registered. As can be seen, the coupling of the radiating dipole, e.g. B. r / "on the frame parts induced voltage on the frame parts r, and r 4 exactly in phase opposition to the voltage distribution during operation of the omnidirectional radiator. The induced voltages on opposite frame parts propagate through the slot transformers Tr turn central feed point C of the antenna (indicated by dashed arrows in FIG. 8) and are canceled out here ("virtual short circuit"). Analogous relationships apply to the second dipole d 2 (not shown in FIGS. 7 and 8) of the crossed dipole system.
Bei Betrieb beider Dipole i/, und J2 des Kreuzdipolsystems tritt somit am zentralen Speisepunkt C des Rundstrahlers R keine Spannung auf.In operation of both dipoles i /, and J 2 of the Kreuzdipolsystems thus occurs at the central feeding point C of the circular radiator R no voltage.
Der virtuelle Kurzschluß transformiert sich über die Schlitztransformatoren Tr an die jeweiligen Einspeisepunkte χ und ν der Rundstrahlerelemente (Rahmenteile/·] ι·2 . . .); entsprechend dem Wellenwiderstand und der elektrischen Länge der Schlitztransformatoren Tr(Iλ --■ (),12)ergibt sich zwischen den jeweiligen Einspeisungspunkten χ und y ein induktiver Blindwiderstand von etwa 150 0hm. Dieser liegt in Reihe mit den durch Strahlungskopplung erregten als Leitungskreise ausgebildeten Rahmenteilen. Durch Parallelschalten einer Kapazität 6 (Fig. 8) geeigneter Größe (Abstimmung auf Parallelresonanz) an die jeweiligen Speisepunkte χ und y läßt sich an dieser Stelle ein Widerstand von 5000 bis 6000 Ohm erzeugen, der parasitäre Ströme auf den RundstrahJerelementen T1 ... r8 weitestgehend unterdrückt. Im Feld wird damit nur der Strombelag auf den flächenhaften Dipolen </, und d2 des Kreuzdipolsystems wirksam.The virtual short-circuit is transformed via the slot transformers Tr to the respective feed points χ and ν of the omnidirectional radiator elements (frame parts / ·] ι · 2 ...); According to the characteristic impedance and the electrical length of the slot transformers Tr (Iλ - ■ (), 12) there is an inductive reactance of about 150 ohms between the respective feed points χ and y. This is in series with the frame parts, which are excited by radiation coupling, designed as circuit lines. By connecting a capacitance 6 (Fig. 8) of suitable size (tuned to parallel resonance) in parallel to the respective feed points χ and y , a resistance of 5000 to 6000 ohms can be generated at this point, the parasitic currents on the RundstrahJerelemente T 1 ... r 8 largely suppressed. In the field, only the current on the two- dimensional dipoles </, and d 2 of the crossed dipole system is effective.
Der vorstehend beschriebene Effekt ist in der Literatur unter dem Begriff »Tieline-Effekt« bekannt, üblicherweise wird dieser Effekt im Zusammenhang mit λ/4-Tiansformationsleitungen ausgenutzt (λ — Betriebswellenlänge). The effect described above is known in the literature under the term "Tieline effect"; this effect is usually used in connection with λ / 4 table formation lines (λ - operating wavelength).
Durch die beschriebenen Maßnahmen zur Anpassung des Rundstrahlers R sowie die Ausnutzung des Tieline-Effekts zur Unterdrückung von Parasitär-Strömen ist die Antenne natürlich nur schmalbandig.Due to the measures described for adapting the omnidirectional antenna R and the utilization of the Tieline effect to suppress parasitic currents, the antenna is of course only narrow-band.
>o Sie muß daher innerhalb des für VOR-Drehfunkfeuer international vorgesehenen Frequenzbereiches von 10? bis 118 MHz auf die jeweilige, durch Organisation für jedes VOR-Funkfeuer festgesetzte Betriebsfrequen/ eingestellt werden. Dafür sind einmalig folgende Maßnahmen erforderlich:> o You must therefore be within the VOR radio beacon internationally intended frequency range of 10? up to 118 MHz depending on the organization operating frequencies / can be set for each VOR radio beacon. The following measures are unique for this necessary:
1. Einstellung der K n/ hlußschieber .S' an .!en Rahmenteilen /·,... rv. so daß sich eine optimale Anpassung des Rundstrahlers R ergibt.1. Adjustment of the closing slide .S 'on.! En frame parts / ·, ... r v . so that an optimal adaptation of the omnidirectional radiator R results.
2. Abstimmung der Kapazitäten 6(ülasrohrtrimmer) an den Enden der Schlitztransformatoren Tr (Speisepunkte .v undy) auf Parallelresonanz (wenn sich im zentralen Speisepunkt C der Antenne ein virtueller Kurzschluß befindet).2. Matching the capacities 6 (tube trimmer) at the ends of the slot transformers Tr (feed points .v and y) to parallel resonance (if there is a virtual short circuit in the central feed point C of the antenna).
Zum Schutz gegen klimatische Einflüsse ist die Antenne mit einem entsprechenden Schutzlack überzogen und wird bei der Montage in einem Polarisationskäfig zusätzlich mit einem Schutzgehäuse umgeben.The antenna is coated with a protective varnish to protect it against climatic influences and is additionally surrounded with a protective housing when mounted in a polarization cage.
Wie eingangs bereits angedeutet worden ist, kann die h'er beschriebene Antenne auch in Verbindung mit einem Einkanal-Amplitudenpeilempfänger Verwendung finden, bei dem beispielsweise eine Minimumpeilung durchgeführt wird. Dabei kann so verfahren werden, daß die Rahmenantenne R als Rundstrahier dauernd am Empfängereingang liegt, bis ein zu peilendes Objekt gefunden worden ist (Stellung Suchen). Dann wird der Kreuzdipu! djd2 dazu an den Eingang des Peilempfängers angelegt (Stellung Peilen), wodurch das Diagramm der Antenne kardioidenförmig wild. Dann wird, beispielsweise mittels eines von Hand drehbaren Goniometers, die Phase der von den beiden Dipolen r/, und dt aufgenommenen Spannungen so lange geändert — was eine Drehung der Kardioide um ihren Ursprung bewirkt —, bis das Minimum der einfallenden Welle erreicht ist. Die Peilrichtung kann direkt aiii einer am Goniometer angebrachten Skala abgelesen werden. Schließlich ist es auch möglich, in Verbindung mit einem eigenen Sichtanzeigegerät in an sich bekannter Weise einen automatischen Peiler mit der beschriebenen Antenne auszurüsten.As already indicated at the beginning, the antenna described above can also be used in connection with a single-channel amplitude direction finder in which, for example, a minimum direction finding is carried out. It can be proceeded in such a way that the loop antenna R is continuously located at the receiver input as a circular tracer until an object to be tracked has been found (search position). Then the cross dipoo! djd 2 is applied to the input of the direction finder (position direction finding), whereby the diagram of the antenna is cardioid. Then, for example by means of a manually rotatable goniometer, the phase of the voltages recorded by the two dipoles r /, and d t is changed - which causes the cardioids to rotate around their origin - until the minimum of the incident wave is reached. The bearing direction can be read off directly on a scale attached to the goniometer. Finally, it is also possible to equip an automatic direction finder with the antenna described in connection with its own display device in a manner known per se.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Claims (13)
Empfänger erfolgt in bekannter Weise. F i g. 2 einen Dipol des Kreuzdipols mit Maß-VOR antennas are the circumferential direction 20 F i g. 1 generates the principle of the antenna consisting of cross characteristics (cardioids) of fixed antennas dipole and loop antenna. Reception and evaluation of the signal in the system in plan view,
Recipient takes place in a known manner. F i g. 2 a dipole of the cross dipole with measure
rotierender Schleifendipol (umlaufendes Dipoldia- F i g. 4 die Rahmenantenne und deren Aufbau sowiethe circumferential directional characteristic is shown by overlaying 25 F i 3. 3 a cross section along the line AA 'of the support of the diagrams of two antenna systems: F i g. 2 to explain the arrangement of the dipole parts of the disc antenna (circular diagram) and mechanically the crossed dipole on the carrier plate,
rotating loop dipole (revolving dipole diagram. 4 the loop antenna and its structure as well
Priority Applications (7)
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NL7000933A NL7000933A (en) | 1969-01-22 | 1970-01-22 |
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DE19691902884 DE1902884C (en) | 1969-01-22 | Antenna system for the VHF and UHF range to determine the direction |
Publications (3)
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DE1902884B2 true DE1902884B2 (en) | 1972-03-30 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006021776A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Telefunken Radio Communication Systems Gmbh & Co. Kg | High frequency radio station, has power amplifier provided in each signal branch, where amplified strengthened signals in signal branch are separated from each other and supplied to radiator unit of dipole antenna |
CN110289320A (en) * | 2011-03-08 | 2019-09-27 | 可持续能源联盟有限责任公司 | High-efficiency black silicon photovoltaic devices with enhanced blue light response |
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CN110289320A (en) * | 2011-03-08 | 2019-09-27 | 可持续能源联盟有限责任公司 | High-efficiency black silicon photovoltaic devices with enhanced blue light response |
Also Published As
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---|---|
DE1902884A1 (en) | 1970-07-23 |
NL7000933A (en) | 1970-07-24 |
FR2033258A1 (en) | 1970-12-04 |
FR2033258B1 (en) | 1976-03-19 |
AT295603B (en) | 1972-01-10 |
SE351752B (en) | 1972-12-04 |
US3611389A (en) | 1971-10-05 |
GB1258656A (en) | 1971-12-30 |
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