NO134074B

NO134074B -

Info

Publication number: NO134074B
Application number: NO4982/69A
Authority: NO
Inventors: K-H Lindenmeier; H-H Meinke
Original assignee: Kolbe & Co Hans
Priority date: 1969-04-18
Filing date: 1969-12-17
Publication date: 1976-05-03
Also published as: NL173116B; SE351529B; FR2039253A1; NO134074C; JPS5549444B1; NL6919443A; DE1919749C3; DE1919749B2; FR2039253B1; ES375206A1; DE1919749A1; LU60028A1; NL173116C; ATA1206869A; GB1296535A; BE743971A; US3699452A; CH519253A; DK137909B; AT354521B

Description

Denne oppfinnelse angår en aktiv antenne med dipolkarakter for mottagning i langbølge- og/eller mellombølge-og/eller kortbølgeområdet samt i ultrakortbølgeområdet, ved hvilken ilangbølge-, mellombølge- og kortbølgeområdet et styrbart, aktivt element med trepolkarakter er koblet direkte til den strålingsoppfangende, passive antennedel, er tilpasset denne antennedel i det nevnte frekvensområde ved støytilpasning og er ved sin utgang forbundet med et antennetilkoblinssted. This invention relates to an active antenna with dipole character for reception in the long-wave and/or medium-wave and/or short-wave range as well as in the ultra-short-wave range, whereby in the long-wave, medium-wave and short-wave range a controllable, active element with three-pole character is connected directly to the radiation-capturing, passive antenna part, is adapted to this antenna part in the aforementioned frequency range by noise adaptation and is connected at its output to an antenna connection point.

Antenner av denne art er beskrevet i tysk Offenlegungs-schrift 1.591.300. Antennas of this type are described in German Offenlegungs-schrift 1,591,300.

En aktiv antenne med dipolkarakter er kjent fra US-patent 2.169.358. Videre er det ved en aktiv antenne allerede kjent å utforme antennekonstruksjonen slik at det aktive element er tilpasset dette ved støytilpasning (NTG-U.R.S.1. - Tagung: "Antennen und elektromagnetische Feide", Darmstadt, 17. til 20. oktober 1967, Kurzfassung der Vortrage side 45-47). An active antenna with dipole character is known from US patent 2,169,358. Furthermore, with an active antenna, it is already known to design the antenna structure so that the active element is adapted to this by noise adaptation (NTG-U.R.S.1. - Tagung: "Antennen und electromagnetische Feide", Darmstadt, 17 to 20 October 1967, Kurzfassung der Vortrage pages 45-47).

Nesten alle radiotjenester skjer ikke bare med en enkelt frekvens, men foregår i mer eller mindre brede frekvensbånd, Almost all radio services do not only take place with a single frequency, but take place in more or less wide frequency bands,

slik at mottagerantennen må være egnet for brede frekvensbånd. Støytilpasning er imidlertid bare mulig i begrensede frekvensbånd. Som eksempel skal det henvises til den vanlige kring-kastingstjeneste. Her dreier det seg om langbølge-, mellombølge-, kortbølge- og ultrakortbølgeområdene med store mellomrom mellom 0,15 og 110 MHz. Heller ikke i dette tilfelle finnes det noen mottagerantenne av den ovenfor angitte art med bare en enkelt aktiv overføringsvei som har optimal tilpasning for alle disse frekvensområder når det gjelder signal/støy-forholdet. so that the receiving antenna must be suitable for wide frequency bands. However, noise adaptation is only possible in limited frequency bands. As an example, reference should be made to the normal broadcasting service. This concerns the long-wave, medium-wave, short-wave and ultra-short-wave ranges with large gaps between 0.15 and 110 MHz. In this case too, there is no receiving antenna of the above type with only a single active transmission path which has optimal adaptation for all these frequency ranges in terms of the signal/noise ratio.

Som løsning på problemet ville det ligge nær ved mottagning av større frekvensområder å oppdele det totale frekvensområde i delfrekvensområder og for hvert delfrekvensområde å anvende en adskilt aktiv mottagerantenne, idet utgangene av disse antenner kunne føre til et felles antennetilkoblingssted. En slik anordning kunne i prinsippet ha en form som illustrert på tegningen i US-patent 3.424.984. Her er flere passive antenner med hver sin etterfølgende forsterker ført til en felles antenneutgang. Hver enkeltantenne med tilknyttet forsterker blir der betegnet som aktiv kanal, i US-patent 3.424.984 er det beskrevet en anordning ved hvilken alle kanaler mottar samtidig og alle på samme frekvens, og ved kombinasjon av utgangene av de forskjellige kanaler blir det oppnådd en retningsvirkning på denne frekvens. Det er derfor klart at det omtalte problem at de enkelte kanaler i et slikt antennesystem skal anvendes for mottagning av forskjellige delfrekvensområder, nemlig slik at hver kanal tar hånd om et særskilt delfrekvensområde, hverken er oppstilt eller løst i US-patent 3.424.984, idet dette patent-skrift har en helt annen oppgavestilling som utgangspunkt. Et antennesystem av den foran beskrevne art med adskilte antenner innebærer betydelige omkostninger med hensyn til plass, kompo-nenter og montasje. As a solution to the problem, it would be close to reception of larger frequency ranges to divide the total frequency range into sub-frequency ranges and for each sub-frequency range to use a separate active receiver antenna, as the outputs of these antennas could lead to a common antenna connection point. Such a device could in principle have a shape as illustrated in the drawing in US patent 3,424,984. Here, several passive antennas with each subsequent amplifier are connected to a common antenna output. Each individual antenna with an associated amplifier is referred to as an active channel, in US patent 3,424,984 a device is described in which all channels receive simultaneously and all on the same frequency, and by combining the outputs of the different channels a directional effect is achieved on this frequency. It is therefore clear that the mentioned problem that the individual channels in such an antenna system must be used for reception of different sub-frequency ranges, namely so that each channel takes care of a separate sub-frequency range, is neither established nor solved in US patent 3,424,984, as this patent document has a completely different task position as its starting point. An antenna system of the type described above with separate antennas involves significant costs with regard to space, components and assembly.

Til grunn for foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å redusere disse omkostninger ved en mottagerantenne av den innledningsvis angitte art, ved løsning av det omtalte problem for mottagning av større frekvensområder. Dette blir ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at for i det minste ett ytterligere frekvensområde i ultrakortbølgeområdet er anordnet en særskilt overføringsvei over et ytterligere styrbart, aktivt element med trepolkarakter, mellom den passive antennedel■og d<p>t nevntp eller et annet antennetilkoblingsted. The basis of the present invention is the task of reducing these costs with a receiver antenna of the kind indicated at the outset, by solving the mentioned problem for reception of larger frequency ranges. According to the invention, this is achieved by arranging for at least one further frequency range in the ultra-shortwave range a special transmission path over a further controllable, active element with a three-pole character, between the passive antenna part and d<p>t mentionedp or another antenna connection point.

På denne måte blir den fordel oppnådd at ved anvendelse av mottagerantennen av den innledningsvis angitte art for alle delfrekvensområder kan den samme passive antenne brukes og bare flere styrbare, aktive elementer innsettes, nemlig ett for hvert delfrekvensområde. In this way, the advantage is achieved that when using the receiver antenna of the type indicated at the outset for all sub-frequency ranges, the same passive antenna can be used and only several controllable, active elements are inserted, namely one for each sub-frequency range.

Ytterligere utføreIsesformer av oppfinnelsen vil fremgå av patentkravene og de særlige og fordelaktige virkninger vil bli omtalt i den følgende beskrivelse. Further embodiments of the invention will appear from the patent claims and the special and advantageous effects will be discussed in the following description.

På tegningen er det vist et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen. Det dreier seg der om en utførelse som trykt krets som særlig er egnet for anbringelse i holderen for et bakoverrettet speil i en bil. The drawing shows an embodiment according to the invention. It is a design as a printed circuit which is particularly suitable for placement in the holder for a rear-facing mirror in a car.

Fig. 1 viser skjematisk den passive antennedel i en Fig. 1 schematically shows the passive antenna part in a

aktiv antenne ifølge oppfinnelsen, active antenna according to the invention,

fig. 2 viser den elektriske kobling av den del av antennen som inneholder de aktive elementer. fig. 2 shows the electrical connection of the part of the antenna which contains the active elements.

Ifølge fig. 1 er det på en plate P av isolasjonsmateri-ale på kjent måte i form av en trykt krets påført lederstriper eller -baner 1 og 2 som virker som induktiviteter. Disse lederbaner danner sammen med den såkalte takkapasitet 3, som f.eks. dannes av et bakoverrettet speil av vanlig type i en bil, den passive, nemlig den del av antennen som oppfanger energien. Kapasiteten 3 kan varieres innenfor bestemte grenser, nemlig så meget at produktet av den effektive antennehøyde og denne kapasitet forblir uforandret. According to fig. 1, conductor strips or paths 1 and 2 which act as inductances are applied to a plate P of insulating material in a known manner in the form of a printed circuit. These conductor paths form together with the so-called ceiling capacity 3, which e.g. is formed by a rear-facing mirror of the usual type in a car, the passive, namely the part of the antenna that collects the energy. The capacity 3 can be varied within certain limits, namely so much that the product of the effective antenna height and this capacity remains unchanged.

En transformering av strålingsmotstanden med henblikk A transformation of the radiation resistance with a view

på optimal støytilpasning blir i et nedre frekvensområde, spesi-elt i lanbølge^ og mellombølgeområdet, forhindret av to grunner, nemlig på den ene side den lave strålingsmotstand og på den annen side den store båndbredde, som transformeringen må dekke. Lederbanene 1 og 2 representerer de spesielle midler som bevirker transformering av impedansen av de oppfangende antennedeler til en verdi som tillater en optimal støytilpasning til de aktive elementer. Disse aktive elementer i den aktive antenne blir slik det skal beskrives nærmere i det følgende, dannet av transistorene 4 og 5 i koblingen på fig. 2. optimal noise adaptation is prevented in a lower frequency range, especially in the longwave and medium wave range, for two reasons, namely on the one hand the low radiation resistance and on the other hand the large bandwidth, which the transformation must cover. Conductor paths 1 and 2 represent the special means which cause transformation of the impedance of the receiving antenna parts to a value which allows an optimal noise adaptation to the active elements. These active elements in the active antenna are, as will be described in more detail below, formed by the transistors 4 and 5 in the connection in fig. 2.

Tak-kapasiteten 3 har såvel i det øvre området, f.eks. ultrakortbølgeområdet, som i det nedre området, f.eks. langbølge-og mellombølge-r samt kortbølge-område t, sin spesielle betydning. The ceiling capacity 3 has both in the upper area, e.g. the ultrashort wave range, as in the lower range, e.g. long-wave and medium-wave r as well as short-wave range t, its special significance.

I ultrakortbølgeområdet virker denne tak-kapasitet 3 sammen med lederbanene 1 og 2 som svingekretskapasitet i en inngangskrets, og i det nedre frekvensområdet, altså i langbølgeområdet, representerer den hovedantennekapasiteten. In the ultra-shortwave range, this ceiling capacity 3 together with the conductor paths 1 and 2 acts as a swing circuit capacity in an input circuit, and in the lower frequency range, i.e. in the longwave range, it represents the main antenna capacity.

Den trykte lederbane 1 fortsetter som trykt innerleder The printed conductor path 1 continues as a printed inner conductor

7 i en pseudokoaksialledning som dannes av de tre side om side førte lederbaner 2 og 7. Lederbanen 1 og innerlederen 7 i pseudokoaksialledningen virker også samtidig som tilf ørs.elsledning mellom tak-kapasiteten 3 og det aktive element som anvendes for det nedre frekvensområdet, nemlig transistoren 4. Ytterlederen i pseudokoaksialledningen, d.v.s. lederbanen 2, virker som delin-duktivitet for inngangskretsen for tilkobling av det aktive element for det øvre frekvensområdet, d.v.s. transistoren 5, idet frekvensområdet i det beskrevne eksempel her er ultrakortbølge-området, til den oppfangende, passive antennedel og danner samtidig sammen med inngangsmotstanden for det aktive element for det nedre frekvensområdet,'d.v.s. transistoren 4, en del av transformasjonskoblingen for støytilpasningen av den oppfangende antennedel til inngangsimpedansen av det aktive element for det øvre frekvensområdet, d.v.s. transistoren 5. 7 in a pseudo-coaxial line which is formed by the three side-by-side conductor paths 2 and 7. The conductor path 1 and the inner conductor 7 in the pseudo-coaxial line also act simultaneously as a supply line between the ceiling capacity 3 and the active element used for the lower frequency range, namely the transistor 4. The outer conductor in the pseudo-coaxial line, i.e. the conductor path 2, acts as a partial inductance for the input circuit for connecting the active element for the upper frequency range, i.e. the transistor 5, the the frequency range in the example described here is the ultra-shortwave range, to the collecting, passive antenna part and simultaneously forms together with the input resistance of the active element for the lower frequency range, i.e. the transistor 4, part of the transformation coupling for the noise adaptation of the receiving antenna part to the input impedance of the active element for the upper frequency range, i.e. the transistor 5.

Forbindelsen av lederbanen 2 i pseudokoaksialledningen til transistoren 5 for det øvre frekvensområdet er ført over tilkoblingspunktet 8 til de trykte flater av koblingskondensatoren 9 i form av en trykt krets (fig. 1) til tilkoblingspunktet 10 (fig. 2) over en ytterligere kondensator 11 til basis på transistoren 5. Fig. 2 viser to motstander 12 og 13 som tjener til innstilling av arbeidspunktet for det aktive element for det øvre frekvensområdet, d.v.s. transistoren 5. The connection of the conductor path 2 in the pseudo-coaxial line of the transistor 5 for the upper frequency range is carried over the connection point 8 to the printed surfaces of the coupling capacitor 9 in the form of a printed circuit (Fig. 1) to the connection point 10 (Fig. 2) over a further capacitor 11 to base on the transistor 5. Fig. 2 shows two resistors 12 and 13 which serve to set the operating point of the active element for the upper frequency range, i.e. the transistor 5.

Forbindelsen mellom transistoren 4 for det nedre frekvensområdet og den oppfangende antennedel går fra tilkoblingspunktet 14 (fig. 1) på innerlederen 7 til tilkoblingspunktet 15 (fig. 2) over en drosselspole 16 og en motstand 17 til basis på transistoren 4 for det nedre frekvensområde, d.v.s. her langbølge-, mellombølge- og kortbølge-området. Den på fig. 2 viste diode 18 beskytter transistoren 4 mot statiske oppladninger. The connection between the transistor 4 for the lower frequency range and the receiving antenna part goes from the connection point 14 (fig. 1) on the inner conductor 7 to the connection point 15 (fig. 2) via a choke coil 16 and a resistor 17 to the base of the transistor 4 for the lower frequency range, i.e. here the long-wave, medium-wave and short-wave range. The one in fig. 2 shown diode 18 protects the transistor 4 against static charges.

Slik som det fremgår av tegningen og den foran stående beskrivelse, er det således innenfor den totale koblingsanordning som består av de oppfangende antennedeler 1, 2 og 3 og de aktive elementer transistorene 4 og 5, tilveiebrakt en særskilt overfør-ings- og ledningsvei for de respektive to forskjellige frekvensområder, hvilken vei fører til det antennetilkoblingssted eller -punkt 29 som skal beskrives nedenfor. Herunder er denne oppdel-ing i to overførings- og ledningsveier foretatt på slik måte at det for hvert frekvensområde blir dannet innbyrdes, uavhengige tilpasningsforhold mellom de oppfangende antennedeler 1, 2 og 3 og de aktive elementer, nemlig transistorene 4 og 5, og/eller slik at arbeidspunktene for de aktive elementer, d.v.s. transistorene 4 og 5, er innstillbare svarende til innbyrdes uavhengige tilpasningsforhold. As can be seen from the drawing and the preceding description, within the total connection device which consists of the receiving antenna parts 1, 2 and 3 and the active elements transistors 4 and 5, a special transmission and conduction path has been provided for the respectively two different frequency ranges, which path leads to the antenna connection point or point 29 to be described below. Below, this division into two transmission and conduction paths is made in such a way that, for each frequency range, mutually independent adaptation relationships are formed between the receiving antenna parts 1, 2 and 3 and the active elements, namely the transistors 4 and 5, and/or so that the operating points for the active elements, i.e. transistors 4 and 5 are adjustable corresponding to mutually independent adaptation conditions.

Som fig. 2 videre viser, er det etter det aktive element for det nedre frekvensområde, d.v.s. transistoren 4, koblet en ytterligere forsterker i form av transistoren 6. Derved blir det oppnådd to fordelaktige virkninger: 1. På grunn av oppdelingen av den spenning som ligger mellom tilkoblingspunktet 1-5 for det nedre frekvensområde og jord eller gods 19, i to transistorstyre- seksgoner blir faren for ikke-lineær forvrengning og blandingseffekter redusert. As fig. 2 further shows, it is after the active element for the lower frequency range, i.e. transistor 4, connected a further amplifier in the form of transistor 6. Thereby two advantageous effects are achieved: 1. Due to the division of the voltage that lies between the connection point 1-5 for the lower frequency range and earth or goods 19, in two transistor control- hexagons, the risk of non-linear distortion and blending effects is reduced.

2. Ved hjelp av seriekoblingen av to transistorer 4 og 2. Using the series connection of two transistors 4 and

6 blir forsterkningen hevet uten at støyen dermed 6, the gain is raised without the noise thereby

blir vesentlig sterkere, hvorved det blir oppnådd en -reduksjon av grensefeltstyrken, d.v.s. en forbedring becomes significantly stronger, whereby a -reduction of the boundary field strength is achieved, i.e. an improvement

.av antennens følsomhet. .of the antenna's sensitivity.

©en motstand 30 som er innsatt i emitterkretsen for transistoren 6 tjener til motkobling og vil ved tilsvarende di-mensjonering sørge for at de forstyrrelser som oppstår ved inter-modulasjon forsvinner i støyen. A resistor 30 which is inserted in the emitter circuit for the transistor 6 serves as counter-coupling and, with corresponding dimensioning, will ensure that the disturbances that occur during inter-modulation disappear in the noise.

-Drosselen 16 med motstanden 17 som er innsatt for å -The throttle 16 with the resistor 17 which is inserted to

flate ut en eventuelt fremkommende resonanskurve, tjener til und-ertrykkelse av de forstyrrelser som i tilfellet av anvendelse av den aktive antenne ifølge oppfinnelsen,, som bilantenne, blir frembrakt av de elektriske anlegg for bilmotoren og stråler inn over de oppfangende antennedeler og frembringes ved blandingseffekter med høyere frekvenser. flattening a possibly emerging resonance curve, serves to suppress the disturbances which, in the case of using the active antenna according to the invention, as a car antenna, are produced by the electrical systems for the car engine and radiate over the receiving antenna parts and are produced by mixing effects with higher frequencies.

Drosselen 20 tjener sammen med kondensatoren 21 til ge-nerell blokkering av inngangen av transistoren 4, mens motstanden 22 sammen med kondensatoren 23 tjener til spesiell blokkering av inngangen av transistoren 4 mot høyfrekvensforstyrrelser som kan slippe inn over matepunktet 24 for driftsspenningen til transistoren 4 i den -beskrevne forsterker. The choke 20 serves together with the capacitor 21 for general blocking of the input of the transistor 4, while the resistor 22 together with the capacitor 23 serves for special blocking of the input of the transistor 4 against high-frequency disturbances that can enter via the feed point 24 for the operating voltage of the transistor 4 in the - described amplifier.

Derimot tjener drosselen 25 og kondensatoren 26 til for-rigling eller sperring av de forsterkete spenninger i det nedre frekvensområde, d.v.-s her langbølge-, mellombølge- og kortbølge-områdene, fra utgangen av transistoren 5 som forsterker spenning-ene i det øvre frekvensområde, d.v.s. ultrakortbølgeområdet. In contrast, the choke 25 and the capacitor 26 serve to interlock or block the amplified voltages in the lower frequency range, i.e. here the long-wave, medium-wave and short-wave ranges, from the output of the transistor 5 which amplifies the voltages in the upper frequency range , i.e. the ultra-shortwave range.

Utgangen av transistoren 6 for det nedre frekvensom- The output of the transistor 6 for the lower frequency converter

rådet og utgangen av transistoren 5 for det øvre frekvensområdet er begge forbundet med tilkoblingsstedet for den aktive antenne, d.v.s. med kabelen 29 som er vist som koaksialkabel. the tip and the output of the transistor 5 for the upper frequency range are both connected to the connection point of the active antenna, i.e. with the cable 29 shown as coaxial cable.

Alle øvrige, ikke nærmere omtalte motstander og konden-satorer på skjemaet ifølge fig.. 2 tjener utelukkende til strøm-forsyning av transistorene, henholdsvis til atskillelse av lik-e-spenninger med forskjellige potensial. Kondensatoren 26 har ytterligere denne oppgave. Kondensatorene 27 og 28 tjener til frembringelse av forspenninger. All other resistors and capacitors not mentioned in more detail on the diagram according to fig. 2 serve exclusively to supply current to the transistors, respectively to separate DC voltages with different potentials. The capacitor 26 also has this task. The capacitors 27 and 28 serve to produce bias voltages.

Claims

1. Active antenna with dipole character for reception in long-

wave and/or medium-wave and/or short-wave range true in the ultra-short-wave range, whereby in the long-wave, medium-wave and short-wave range a controllable, active element with three-pole character is connected directly to the radiation-capturing, passive antenna part, is adapted to this antenna part in the mentioned frequency range by noise adaptation and is connected at its output to an antenna connection point, characterized in that for at least one further frequency range in the ultra-shortwave range, a special transmission path is arranged over a further controllable, active element (5) with a three-pole character, between the passive antenna part ( 1, 2/3) and the aforementioned or another antenna connection point (29).

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the further active element (5) is connected to the passive antenna part (1, 2, 3) for an upper frequency range by means of capacitive coupling.

3. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that for at least one of the additional transmission paths noise adaptation is arranged between the active element and the passive antenna part.

4. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the controllable, active elements are connected to the radiation-capturing, passive antenna part in different places and that these places are chosen as such and the passive antenna part is designed so that there are mutually independent noise adaptation conditions for the special transmission routes.

5. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that after the active element (4) for a lower frequency range it is connected to a further amplifying antenna element (6).

6. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the lower section of the passive antenna part is the outer conductor in a coaxial line, whose inner conductor is connected at one end to the upper section of the passive antenna part and is connected at the other end with the connection point for the transmission path for a lower frequency range.

7. Antenna according to claim 6, characterized in that the coaxial line is designed as a printed pseudo-coaxial line with three conductor paths (2, 7) routed side by side, of which the two outermost conductor paths (2) form the screen for the inner conductor path (7).