DE949408C

DE949408C - Directional antenna arrangement for linear polarization

Info

Publication number: DE949408C
Application number: DET9862A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Berndt
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1954-08-20
Filing date: 1954-08-20
Publication date: 1956-09-20

Description

Richtantennenanordnung für lineare Polarisation Zusah zum Patent 946 237 Im Hauptpatent ist eine Richtantennenanordnung für lineare Polarisation angegeben, welche aus wenigstens zwei Linearstrahlern und diesen zugeordneten Reflektoren bzw. Direktoren in Form linearer Leiterstäbe besteht und welche durch derartige Wahl des Abstandes der Linearstrahler voneinander und des Abstandes der Linearstrahler von den zugeordneten Reflektoren bzw. Direktoren sowie vorzugsweise der Strahler- und Reflektor- bzw. Direktorlängen gekennzeichnet ist, daß die in zwei zueinander senkrechten, durch die Hauptstrahlungsrichtung gelegten Ebenen bestimmten Kurven gleicher relativer Feldstärke wenigstens ungefähr gleiche Halbwertsbreiten aufweisen. Solche Anordnungen erlauben eine Änderung der Polarisationsrichtung durch Drehung der Strahleneile, ohne daß die Richtwirkung geändert wird. Diese Eigenschaft wirkt sich besonders vorteilhaft :bei Richtantennenanlagen aus, welche aus einer Mehrzahl solcher Anordnungen zusammengesetzt sind. Eine entsprechend ausgebildete Anordnung besitzt als Baueinheit für die Konstruktion zusammengesetzter Richtantennen eine universelle Verwendbarkeit, da keine Rücksicht auf die gewünschte Polarisationsrichtung genommen werden muß.Directional antenna arrangement for linear polarization See patent 946 237 The main patent specifies a directional antenna arrangement for linear polarization, which consist of at least two linear radiators and reflectors or Directors in the form of linear ladder bars and which by such choice the distance between the linear radiators and the distance between the linear radiators by the assigned reflectors or directors and preferably the radiator and reflector or director lengths is characterized in that the in two to each other vertical curves defined by the planes laid down by the main direction of radiation have the same relative field strength at least approximately the same half-widths. Such arrangements allow the direction of polarization to be changed by rotation of the radiation lines without changing the directivity. This property works is particularly advantageous: in directional antenna systems, which consists of a plurality such arrangements are composed. A correspondingly designed arrangement has as a structural unit for the construction of composite directional antennas universal usability, since no consideration of the desired direction of polarization must be taken.

Es hat sich bei der praktischen Verwendung derartiger Antennenanordnungen ergeben, daß die zur Erzielung gleicher Ha,lbwertsbreiten in den beider Ebenen parallel und senkrecht zur Polarisationsebene einzuhaltende Bemessung der elektrisch wirksamen Teile und' ihrer Abstände im allgemeineu ohne Schwierigkeiten ausführbar ist, wenn die Anforderungen hinsichtlich der zu bewältigenden Bandbreite und des durch eine Einzelanordnung auszuleuchtenden Raumwinkels nicht außergewöhnlich hoch sind. Sollen. jedoch besonders ausgeprägte Breitbandeigenschaften erzielt werden oder beispielsweise bereits mit drei Einzelanordnungen der gekennzeichneten Art eine Rundstrahlung bewirkt werden, hat es sich als günstig erwiesen, zusätzlich zu der im Hauptpatent angegebenen Bemessung der elektrisch wirksamen Teile und ihrer Abstände eine Schrägstellung der Strahler anzuwenden. Entsprechend der Erfindung sollen die linearen Strahler paarweise symmetrisch zu einer auf der Polarisationsebene senkrechten Mittelebene derartig angeordnet sein, daß sie miteinander einen stumpfen Winkel bilden. Durch die angegebene Knickung der Strahlerpaare ist eine Möglichkeit gegeben, die Eigenschaften solcher Antennenanordnungen, weiter zu verbessern. Besonders kann der Öffnungswinkel, unter welchem im Strahlungsdiagramm; die Halbwerte erscheinen, sowohl über den bei ungeknickten Anordnungen erreichbarem, Grenzwert hinaus vergrößert als auch im Bedarfsfalle verkleinert werden. Dabei läßt sich gleichzeitig die Bandbreite vergrößern, innerhalb welcher die Antennenanordnung mit kleinem Reflexionsfaktor angepaßt werden kann.It has come to be in the practical use of such antenna assemblies show that the half-widths in both planes are parallel to achieve the same value and the electrically effective dimensioning to be observed perpendicular to the plane of polarization Parts and their distances in general can be carried out without difficulty is when the requirements with regard to the bandwidth to be managed and the not exceptionally high due to a single arrangement of the solid angle to be illuminated are. Should. however, particularly pronounced broadband properties can be achieved or, for example, already with three individual arrangements of the type indicated an omnidirectional radiation are caused, it has proven to be beneficial in addition to the dimensioning of the electrically active parts and theirs specified in the main patent Distances to use an inclined position of the radiators. According to the invention should the linear radiators be paired symmetrically to one on the plane of polarization vertical center plane be arranged in such a way that they are truncated with one another Make angles. The specified kinking of the pairs of radiators is a possibility given to further improve the properties of such antenna arrangements. Particularly can be the opening angle at which in the radiation diagram; the half-values appear, both over the limit value that can be achieved with unfolded arrangements and can also be reduced in size if necessary. At the same time, the bandwidth enlarge within which the antenna arrangement with a small reflection factor can be customized.

Entsprechend einem zusätzlichen Gedanken der Erfindung kann gleichzeitig die Reflektoranordhung symmetrisch zu einer zur Polarisationsebene parallelen Mittelebene und derartig ausgebildet sein, daß ihre Teile in, zwei. Ebenen liegen, welche mit,-einander einen stumpfen, Winkel bilden. Durch die Bemessung des Knickwinkels der Reflektoranordnung läßt sich die Halbwertsbreite in der zur Polarisationsebene senkrechtem. Axifalebene mit der entsprechenden Breite in der zur Polarisationsebene parallelen Axialebene leicht in Übereinstimmung bringen.According to an additional concept of the invention, at the same time the reflector arrangement symmetrically to a central plane parallel to the plane of polarization and be designed such that their parts in, two. Levels lie with, - each other make an obtuse angle. By dimensioning the bending angle of the reflector arrangement the width at half maximum can be set perpendicular to the plane of polarization. Axifal plane with the corresponding width in the axial plane parallel to the plane of polarization easily match.

Es liegt ebenfalls im Sinne der Erfindung, die Bemessungsvorschrift nach dem Hauptpatent auf Strahler von Strahlerpaaren anzuwenden, welche aus linearen Teilen zusammengesetzt sind, die miteinander stumpfe Winkel bilden. Im Grenzfalle können an Stelle linearer Strahler auch gebogene Strahler verwendet werden, welche man sich aus der Zusammensetzung vieler kurzer linearer Teilstücke unter stumpfen Winkeln entstanden denken kann.It is also within the meaning of the invention, the dimensioning rule to apply according to the main patent to radiators of pairs of radiators, which are linear Parts are assembled that form obtuse angles with each other. In the borderline case Instead of linear emitters, curved emitters can also be used, which from the composition of many short linear sections under obtuse Can think of angles arose.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von. Antennenanordnung nach der Erfindung dargestellt. Abb-. i zeigt in perspektivischer Darstellung schräg von unten. gesehen eine Antennenanordnung mit den geknickten Strahleirpaaren, i, 2 und! 3, 4 vor der ebenen. Refiektoranordnung mit den Stäben 5 bzw. 6, welche von dem Rahmen 7 getragen werden. Die Strahlerpaare i, 2 und 3, 4 bilden je einen Doppeldipol, deren Teile in Spannungsknotenpunk ten von den Stützen 8 getragen werden. Die stützen 8 sind an einem Rahmen 7 befestigt, in dessen Mitte das Befestigungsblechi2 gehalten wird. Von der Mitte dieses Bleches geht die Speiseleitung i i aus, welche über die Verzweigung io mit den Mitten der Doppeldipole in Verbindung steht. Die Abmessungen der dargestellten Antennenanordnung können so gehalten werden, daß sich in den beiden Hauptebenen, gleiche Halbwertsbreiten ergeben und eine solche Anordnung daher im Sinne des Gegenstandes des Hauptpatents mit gleicher Wirkung für vertikale und für horizontale Polarisation eingesetzt werden kann. Die Knickung der Doppeldipole unter einem stumpfen Winkel hat zur Folge, daü der ausgeleuchtete Raumwinkel gegenüber dem eine- nicht geknickten Anordnung etwas vergrößert werden kann, so daß bereits mit drei Anordnungen nach Abb. i, die auf den Seiten eines gleichseitigen Prismas angeordnet sind, eine praktisch befriedigende Rundstrahlwirkung erzielt wird.In the drawing are exemplary embodiments of. Antenna arrangement shown according to the invention. Fig-. i shows diagonally in a perspective view from underneath. seen an antenna arrangement with the kinked beam pairs, i, 2 and! 3, 4 in front of the level. Reflector assembly with the rods 5 and 6, which of the frame 7 are carried. The emitter pairs i, 2 and 3, 4 each form a double dipole, the parts of which are borne by the supports 8 in tension nodes. The pillars 8 are fastened to a frame 7, in the middle of which the fastening plate 2 is held will. From the center of this sheet, the feed line i i goes out, which over the Branch io is connected to the centers of the double dipoles. The dimensions the antenna arrangement shown can be held so that in the two Main planes result in equal half-widths and such an arrangement is therefore in the Meaning of the subject matter of the main patent with the same effect for vertical and for horizontal polarization can be used. The kink of the double dipole below An obtuse angle has the consequence that the illuminated solid angle is opposite the one-not kinked arrangement can be enlarged somewhat, so that already with three arrangements according to Fig. i, those on the sides of an equilateral prism are arranged, a practically satisfactory omnidirectional effect is achieved.

In der Anordnung nach Abb. i ist die Öffnung des stumpfen Winkels der Strahlerpaare i, 2 und 3, 4 der Reflektoranordnung zugekehrt. Es ist jedoch mit ähnlicherWirkung. auch die umgekehrte Anordnung möglich, in welcher der stumpfe Winkel von der Refektoranordnung abgewendet ist, sich also in der Strahlungsrichtung öffnet.In the arrangement according to Fig. I, the opening is the obtuse angle of the emitter pairs i, 2 and 3, 4 facing the reflector arrangement. However, it is with a similar effect. the reverse arrangement is also possible, in which the blunt Angle is turned away from the refector assembly, so in the radiation direction opens.

In Abb.2a und 2b sind in vereinfachter Darstellungsweise weitere Anordnungen als Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Doppeldipole sind wie in. Abb. i mit i, 2 und 3, 4 bezeichnet. Auf die Darstellung der zur Speisung dienenden. Leitungen wurde verzichtet. Die Refektoranordnnng ist jedoch zum Unterschied von Abb. i in der zur Polarisationsebene parallelen Axialebene abgeknickt, so d:aß ihre Teile miteinander einen stumpfen Winkel bilden und die Öffnung des stumpfen Winkels den Strahlerpaaren zugekehrt ist. Durch die Wahl der Größe dieses Winkels läßt sich, die Bündelungsschärfe in der zur Polarisationsebene senkrechten Axialebene in erwünschter Weise beeinflussen. Es kann unter Umständen auch zweckmäßig sein, den Winkel der Abknickung so zu wählen, daß die Öffnung des stumpfen Winkels von den Strahlerelementen abgewendet ist.Further arrangements are shown in simplified form in Fig. 2a and 2b shown as embodiments of the invention. The double dipoles are like in. Fig. I labeled i, 2 and 3, 4. On the representation of those used for feeding. Lines were dispensed with. However, the refector arrangement is different from Fig. I is bent in the axial plane parallel to the plane of polarization, so d: aß their Parts with each other form an obtuse angle and the opening of the obtuse angle facing the pairs of radiators. By choosing the size of this angle, the focus in the axial plane perpendicular to the plane of polarization is more desirable Influence way. It may also be useful to adjust the angle of the Choose bend so that the opening of the obtuse angle from the radiator elements is averted.

In Abb.2b ist bei gleicher Anordnung der Strahlerelemente i, 2 und 3, 4 die Refektoranordnung als Teil eines Zylinderfläche ausgebildet, deren Teile symmetrisch zu einer zur Polarisationsebene parallelen. Mittelebene liegen.. Die konvexe Seite der Zyllinderfläche ' ist dabei den Strahlerpaaren zugekehrt. Im Bedarfsfalle kann auch die umgekehrte Anordnung gewählt werden, in welcher die konkave Seite der Zylinderfläche den Strahlenpaaren zugekehrt ist. In den Abb. 2 und 2 b ist durch den eingezeichneten Pfeil die Hauptstrahlungsrichtung angedeutet.In Fig.2b is the same arrangement of the radiator elements i, 2 and 3, 4, the refector assembly formed as part of a cylindrical surface, parts of which symmetrical to one parallel to the plane of polarization. Midplane lie .. The The convex side of the cylinder surface faces the pairs of radiators. If necessary the reverse arrangement can also be selected, in which the concave side the cylinder surface faces the pairs of rays. In Figs. 2 and 2 b is through the arrow indicated the main direction of radiation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Directional antenna arrangement for linear polarization, which consist of linear radiators and reflectors or directors assigned to them in Form of linear conductor bars and in which according to patent 946 237 the distances and Dimensions of the electrically active parts are chosen such that the two mutually perpendicular planes laid down by the main direction of radiation Curves of equal relative field strength, at least approximately equal half-widths have, characterized in that the linear radiators are symmetrical in pairs so arranged to a center plane perpendicular to the plane of polarization are that they form an obtuse angle with one another.

2. Arrangement according to. claim i, characterized in that, ß the opening of the blunt. Angle of the emitter pairs facing the reflector assembly.

3. Arrangement according to claim i or 2, characterized characterized in that the reflector arrangement is symmetrical to a plane of polarization parallel central plane is formed and its parts lie in two planes, which form an obtuse angle with each other. q .. arrangement according to claim 3, characterized marked that the opening of the blunt. Angle of the reflectors. Strabler pairs is facing. 5. Arrangement according to claim i or 2 :, characterized in that the parts of the reflector arrangement in a symmetrical to one to the plane of polarization parallel central plane lying cylindrical surface are arranged .. 6. Arrangement according to Claim 5, characterized in that the concave side of the cylinder surface is the Is facing pairs of radiators. 7. Arrangement according to one of claims i to 6, characterized characterized in that the radiators of the Stralderpaare from linear parts. composed which form obtuse angles with one another. B. Arrangement according to one of the claims i to 6, characterized in that curved radiators instead of linear radiators be used.