DE2228043A1

DE2228043A1 - Rundempfangsantenne

Info

Publication number: DE2228043A1
Application number: DE19722228043
Authority: DE
Inventors: Dieter Strauss
Original assignee: FTE Maximal Fernsehtechnik und Elektromechanik GmbH and Co KG
Current assignee: FTE Maximal Fernsehtechnik und Elektromechanik GmbH and Co KG
Priority date: 1971-06-17
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1307648A; DE2228043C2; NL7109465A

Description

PG 1610 28. 5.1971

Fa. F TE-maximal, Fernsehtechnik und Elektromechanik GmbH & Co, KG 7131 Lomersheim, Talweg 8

Rundempfangsantenne

Die Erfindung betrifft eine Rund empfangs antenne für den Ultrakurzwellenbereich, insbesondere für mehrere Fernseh-Fre quenzbereiche.

Für Rundfunk« und Fernsehempfang bestimmte Antennenanlagen bestehen gewöhnlich aus einer Antenne für den Kurz-Mittel-Langwellen-Rundfunkbereich und mehr eren Antennen im Ultrakurzwellen-Fernsehbereich. Für jeden Fernsehbereich ist eine eigene Dipolantenne mit Direktoren und Reflektoren vorgesehen. Die einzelnen Antennen-Dipole werden über Frequenzweichen an eine gemeinsame Antennen-Ableitung angekoppelt. Vor dem Empfangsgerät sind weitere Frequenzweichen vorgesehen, um die Frequenzbänder wieder zu trennen und den zugeordneten Eingangs schaltungen des Empfangsgerätes zuzuführen,,

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Die mit der Dichte des Funkverkehrs wachsende Anzahl solcher Antennenanlagen., z. B. für den Empfang von mehreren getrennten Fernsehprogrammen, hat dazu geführt, daß in vielen Gebieten schon alle erhöhten Aufstellungsorte dicht mit derartigen Antennenanlagen besetzt sind. Diese bieten wegen der scheinbaren Regellosigkeit ihrer oft nach verschiedenen Richtungen orientierten Strahler- und Reflektorsysteme einen unschönen Anblick. Da ihre Teile für den guten Empfang im Ultrakurzwellenbereich, besonders beim Fernsehen, notwendigerweise die Dachkonstruktion des Gebäudes überragen müssen, ist es kaum möglich, sie so anzuordnen, daß sie außerhalb des Blickfeldes eines auf dem Erdboden oder im gegenüberliegenden Gebäude befindlichen Beschauers liegen. Es wäre daher in hohem Maße erwünscht, derartige Antennenanlagen so unauffällig wie möglich und so regelm-äßig wie möglich zu machen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rundempfangsantenne für den Ultrakurzwellenbereich, insbesondere für mehrere Fernseh-Frequenzbereiche, zu schaffen, die ohne Ausrichtung auch von einem Nichtfachmann montiert werden kann, die den Aufwand an Entkopplungsmitteln reduziert und die durch einen symmetrischen Aufbau wesentlich kleiner aufgebaut Werden kann und so gefälliger aussieht. Die Rundempfangs antenne für den Ultrakurzwellenbereich, insbesondere für mehrere Fernseh-Frequenzbereiche, besteht nach der Erfindung aus einem Breitbandverstärker für den Gesanatfrequenzbereich und auf die einzelnen Frequenzbereiche abgestimmten Ringdipolen aus Rohrmaterial, die jeweils über ein Symmetrierglied und ein auf den zugeordneten Frequenzbereich abgestimmtes Filter mit dem Eingang des Breitbandverstärkers gekoppelt sind. Bei dieser Ausgestaltung der Rundempfangsantenne wird auf eine RichtwLrlcung der Dipole bewußt verzichtet, um eine Rundempfangschnrakteristik zu erhalten.

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Die Verstärkung der Antennensignale wird durch den unmittelbar nachgeschalteten Breitbandverstärker erreicht. Die Ringdipole koppeln ohne Richtwirkung die verschiedenen Frequenzbereiche an den Breitbandverstärker an, so daß die Aufstellung der Antenne vollkommen unkritisch geworden ist, da ein Ausrichten von Antennenelementen auf den S ender einf all winkel unnötig geworden ist. Dieser Rundempfangswinkel von 360 wird dadurch erkauft, daß die Dipole keinen Antennengewinn bringen. Dies wird jedoch, wie bereits erwähnt, durch den unmittelbar nachgeschalteten Breitbandverstärker ausgeglichen. Die Ringdipole werden aus Fertigungsgründen am einfachsten aus Kupferrohr gebogen.

Die Größe der neuen Antenne kann dadurch klein gehalten werden, daß die Ringdipole auf die geometrischen Mittenfrequenzen der Frequenzbereiche abgestimmt und auf die Hälfte bzw. ein Viertel der Wellenlänge der zugeordneten Mittenfrequenzen ausgelegt sind. Die Auslegung der Ringdipole auf ein Viertel der Wellenlänge wird dabei bei Frequenzbereichen mit niedrigen Frequenzen bevorzugt.

Die Ankopplung der Ringdipole an den Breitbandverstärker ist dabei so ausgeführt, daß als Symmetrierglied für Frequenzbereiche mit niedrigen Frequenzen ein Symmetrierübertrager'mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis von 4 : 1 verwendet ist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols und die niederohmige Seite mit dem nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind. Als Symmetrierglied für Frequenzbereiche mit höheren Frequenzen ist dagegen eine Umlenkschi eife mit einem Widerstaiidsübersetzungsverhältnis von 4 : 1 verwendet, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols und die niederohmige Seite mit dem nach-

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geschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind. Die Filter für Frequenzbereiche mit niedrigen Frequenzen sind dabei als Bandpässe und die Filter für die Frequenzbereiche für die höheren Frequenzen als Tiefpässe ausgebildet.

Eine zusätzliche Entkopplung der Frequenzbereiche vor dem Breitbandverstärker wird nach einer Ausführung dadurch erreicht, daß die Filterausgänge der verschiedenen Frequenzbereiche mit verschiedenen Stufen des Breitbandverstärkers verbunden und so gegeneinanger entkoppelt sind.

Die Ankopplung der Ringdipole an den Breitbandverstärker wird dann gegen Störbeeinflussung abgeschirmt, wenn die Ausbildung so vorgenommen wird, daß die Symmetrierglieder und die Filter unmittelbar an den einander benachbarten Enden der Ringdipole angebracht sind und daß die Filterausgänge über Koaxialkabel mit dem Breitbandverstärker gekoppelt sind. Die Antennenableitung der neuen Antenne ist als Koaxial- oder Flachband-Breitbandkabel direkt am Ausgang des Breitbandverstärkers angeschaltet und bis zu den dem Empfangsgerät vorgeschalteten Frequenzweichen geführt.

Die Antenne wird besonders klein, wenn die Anordnung so ausgelegt wird, daß die Ringdipole für die verschiedenen Frequenzbereiche in verschiedenen Ebenen parallel und konzentrisch zueinander angeordnet und in einem vorzugsweise halbkugelförmigen Gehäuse untergebracht sind. Der Aufwand an Befestigungsmitteln wird dadurch reduziert, daß der Breitbandverstärker, die Symmetrierglieder, die Filter und die Ringdipole in dem halbkugelförmigen Gehäuse in Kunststoff-Schaumstoff eingebettet und festgelegt sind. Das halbkugelförmige Gehäuse ist dabei durch eine runde Abdeckplatte hermetisch verschlossen, die mittig eine Aufnahme für den Antennenmast trägt. Diese Aufnahme ist gleichzeitig als Durchführung

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für die Antennenableitung ausgebildet.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erl-äutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht, auf eine Antenne nach

der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Antenne nach

Fig. 1 und

Fig. 3 das elektrische Schaltbild der Antenne

nach Fig. 1.

Die Rundempfangsantenne nach dem Ausführungsbeispiel wird für die Frequenzbereiche VHF I von 74 bis 104 MHz, VHF III von 174 bis 230 MHz und UHF von 470 bis 860 MHz eingesetzt.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind alle Elemente der neuen Antenne in einem Gehäuse hermetisch abgeschlossen. Dieses Gehäuse besteht aus einer halbkugelförmigen Abdeckhaube 18 und einer runden Abdeckplatte 17.

Die Ringdipole 14, 15 und 16 sind aus Kupferrohr gebogen, wobei die Durchmesser auf die Hälfte bzw. ein Viertel der Wellenlängen der geometischen Mittenfrequenzen der betreffenden Frequenzbereiche abgestimmt sind. Der Ringdipol 14 für den Frequenzbereich UHF ist auf die Mittenfrequenz von etwa 630 MHz, der Ringdipol 1 5 für den Frequenzbereich VHF III auf eine Mittenfrequenx von etwa 200 MHz und der Ringdipol IG für den Frequenz-

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bereich VHF I auf eine Mittenfrequenz von annähernd 70 MHz angepaßt. Die Ringdipole 14 und 15 sind dabei auf die Hälfte der Wellenlänge der betreffenden Mittenfrequenzen und der Ringdipole 16 auf ein Viertel der Wellenlänge der betreffenden Mittenfrequenz abgestimmt. Auf diese Weise ergeben sich Ringdipole in Abmessungen, die auf engem Raum untergebracht werden können. Die Anordnung erfolgt in verschiedenen parallelen Ebenen (Fig. 2},. und konzentrisch zu einander (Fig. 1). Diese Ringdipole 14 bis 16 werden zunächst an der Innenseite der Abdeckhaxibe 18 festgelegt, was z. B. über Klebestreifen erfolgen kann. Der Hauptraum im Innenbereich der Ringdipole wird durch einen Block 10 aus Kunststoff-Schaumstoff ausgefüllt, an dem auch die Breitbandverstärker-Einheit 11 festgeklebt werden kann. Der verbleibende Raum wird nach dem Einbringen und Anschließen der Symmetrierglied er und der Filter ausgeschäumt, wie die mit 21 bezeichneten Bereiche andeuten. Durch diese Einbettung d"er Bauelemente wird neben der Festlegung der Elemente auch das Beibehalten der gewählten Anordnung erreicht. Die Antennenableitung 13 ist auch durch eine Öffnung 19 der Abdeckplatte 17 geführt. Diese Öffnung kann auch stutzenförmig und als Aufnahme für den Antennenmast ausgebildet sein.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird die Einheit aus Symmetrierglied und Filter für einen bestimmten Frequenzbereich unmittelbar an den einander zugekehrten Enden der Ringdipole angeschlossen, wie die Blöcke 18, 19 und 20 andeuten. Die Ausgänge dieser Einheiten sind über Koaxialleitnngen 12 mit dem Breitbandverstärker 11 eingangsseitig verbunden.

Wie dem Schaltbild nach Fig. 3 entnommen werden kann, ist das Symmetrierglied für die Frequenzbereiche VHF 1 und VHF III als Symmetrierüber-

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trager SUe mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis von 4 : 1 ausgebildet, dessen hochohmige Eingangsseite direkt an die Enden des zugeordneten Ringdipols 15 bzw. 16 angeschaltet ist. Die niederohmige Ausgangsseite führt zu einem Bandpaß, der durch ein Hochpaßteil HP und ein Tiefpaßteil TP gebildet ist. Diese Bandpässe sind auf die betreffenden Frequenzbereiche VHF I bzw. VHF III abgestimmt. Die Filterausgänge Tl und T2 der Einheiten 19 und 20 können über ein Koaxialkabel 12 mit entsprechend niedrigem Wellenwiderstand mit dem Breitbandverstärker 11 verbunden-werden. Diese Widerstandsübersetzung unmittelbar am Ringdipol bringt eine Verbesserung in der Abschirmung von Störsignalen. Bei dem Ringdipol 14 für den Frequenzbereich UHF ist das Symmetrierglied als Umlenkschleife US ausgebildet, die ebenfalls eine Widerstandsübersetzung von 4 : 1 bringt. Das Filter ist hier nur als Tiefpaß ausgebildet. Der Ausging Tl der Einheit 18 führt wieder zum Breitbandverstärker-eingang.

Die Filterausgänge Tl der Einheiten 18 und 19 für die Frequenzbereiche UIIF und VHF III führen auf die erste Verstärkerstufe des Breitbandverstärkers, w-ährend der Filterausgang T2 der Einheit 20 auf den Steuer eingang der zweiten Verstärkerstufe des Breitbandverstärkers geführt ist. Auf diese Weise werden die Filter der verschiedenen Frequenzbereiche ausgangsseitig x-ichtig abgeschlossen und gegeneinander entkoppelt, wobei die geringere Verstärkung im Frequenzbereich VHF I in Kauf genommen wird.

Die Antenne ist nicht auf drei Frequenzbereiche beschränkt. Es ist durchaus möglich, weitere Frequenzbereiche über entsprechend bemessene Ringdipole an den Breitbandverstärker anzukoppeln. Die Ankopplung erfolgt dabei über einen Symmetrierübertrager oder eine Ihnlenkschleife, denen jeweils ein entsprechend dem Frequenz-

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bereich ausgebildetes Filter nachgeschaltet ist.

Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, einen Ringdipol auch auf die Mittenfrequenz von zwei benachbarten Frequenzbereichen abzustimmen und so einen erweiterten Frequenzbereich über einen Ringdipol mit einer einzigen Ankopplungs schaltung zu erfassen.

Da die Antenne keine Richtwirkung hat, erzielt sie auch keinen Antennen gewinn,, Dies wird jedoch durch den Breitbandverstärker direkt im Bereich der Ringdipole ausgeglichen, so daß auf der Antennenableitung 13 dennoch ein günstiges Nutz-Stör- Verhältnis erzielt werden kann. Das Frequenzband des Breitbandverstärkers erstreckt sich über den Gesamtfrequenzbereich aller Frequenzbereiche UHP¹, VHF HI und VHF I.

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Claims

Patentansprüche

1.) Rundempfangsantenne für den Ultrakurzwellenbereich, insbesondere für mehrere Fernseh-Frequenzbereiche, bestehend aus einem Breitbandverstärker (11) für den Gesamtfrequenzbereich und auf die einzelnen Frequenzbereiche (UHF, VHF III, VHF I) abgestimmten Ringdipolen (14, 15, 16) aus Rohrmaterial, die jeweils über ein Symmetrierglied (SUe, US) und ein auf den zugeordneten Frequenzbereich abgestimmtes Filter (HP, TP, 18, 19, 20) mit dem Eingang des Breitbandverstärkers (11) gekoppelt sind.

2. Rundempfangsantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipole (14, 15, 16) aus Kupferrohr gebogen sind.

3. Rundempfangsantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipole (14, 15, 16) auf die geometrischen Mittenfrequenzen der Frequenzbereiche abgestimmt und auf die Hälfte bzw. ein Viertel der Wellenlänge der ungeordneten Mitteilfrequenzen ausgelegt sind.

4. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Symmetrierglied für Frequenzbereiche (VHF I und VHF III) mit niedrigeren Frequenzen

(z. B. 48 MHz bis 230 MHz) ein Symmetrierübertrager (SUe) mit einem Widerstandsübersetzungsverhältnis von 4 : 1 verwendet ist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols (15, 16) und die niederohmige Seite mit dem

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nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind.

5. Rundempfangs antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Symmetrierglied für Frequenzbereiche (UHF) mit höheren Frequenzen (z. B. 475 MHz bis 860 MlIz) eine UmJenkschleife (US) verwendet ist, die eine Widerstandsübersetzung von 4:1 aufweist, wobei die hochohmige Seite mit den Enden des zugeordneten Ringdipols (14) und die niderohmige Seite mit dem nachgeschalteten Filter des zugeordneten Frequenzbereiches verbunden sind.

6. Rundempfangsanteiuie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter als Bandpaß ausgebildet sind.

7. Rundempfangs antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter als Tiefpaß ausgebildet sind.

8. Run demp fangs antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter au sgänge (Tl, T2) der verschiedenen Frequenzbereiche mit verschiedenen Stufen des Breitbandverstärkers (11) verbunden und so gegeneinander entkoppelt sind.

9. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergeh enden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrierglieder (SUe, US) und die Filter )HP, TP) unmittelbar an den einander benachbarten Enden der Ringdipole (14, 15, 16) angebracht sind und daß die Filterausgänge über Koaxialkabel (12) mit dem Breitbandverstärker (11) gekoppelt sind.

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10. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenabieitung (13) als Koaxial- oder Flachband-Breitbandkabel direkt am Ausgang des Breitbandverstärkers (11) angeschaltet und bis zu den dem Empfangsgerät vorgeschalteten Frequenzweichen geführt ist.

11. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdipole (14, 15, 16) für die verschiedenen Frequenzbereiche in verschiedenen Ebenen parallel und konzentrisch zueinander angeordnet und in einem vorzugsweise halbkugelförmigen Gehäuse (18) untergebracht sind.

12. Rundempfangsantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitbandverstärker (11), die Symmetrierglieder (SUe, US), die Filter (HF, TP) und die Ringdipole (14, 15, 16) in dem halbkugelförmigen Gehäuse

(18) in Kunststoff-Schaumstoff (21) eingebettet und festgelegt sind.

13. Rundempfangsantenne nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das halbkugelförmige Gehäuse (18) durch eine runde Abdeckplatte (17) hermetisch verschlossen ist, die mittig eine Aufnahme für den Antennenmast trägt, welche gleichzeitig als Durchführung für die Antennenableitung (13) ausgebildet ist.

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