DE1029054B

DE1029054B - Broadband antenna designed as a coaxial radiator

Info

Publication number: DE1029054B
Application number: DER16112A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Rudolf Greif; Dipl-Ing Hans Reinhold Huber
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1955-03-01
Filing date: 1955-03-01
Publication date: 1958-04-30

Description

Insbesondere für den Ultrakurzwellenbereich finden bekanntlich Breitbandantennen Verwendung, die als Dipole mit abgewinkelten Schenkeln ausgebildet sind. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Strahlungsfeld im Vergleich zum gestreckten Dipol ein angehobenes Minimum aufweist. Dieser Vorteil läßt sich für den drahtlosen Nachrichtenverkehr mit Luftfahrzeugen bei vertikaler Aufstellung der Antenne zwar nutzbringend verwerten. Es ist dafür jedoch bisher keine geeignete Ankopplung der Energielei'stung bekanntgeworden. As is known, broadband antennas are used, which are used as Dipoles are formed with angled legs. They are characterized by the fact that their radiation field has a raised minimum compared to the elongated dipole. This advantage can be for the wireless communication with aircraft is beneficial when the antenna is set up vertically utilize. So far, however, no suitable coupling of the energy output has become known for this.

Dieser Mangel ist durch die Erfindung behoben, indem eine als Koaxialstrahler ausgebildete Breitbandantenne insbesondere für den Ultrakurzwellenbereich einen Strahler mit einseitig ausladenden Endbelastungen aufweist, die Länge des Koaxials zwischen 0,3 und 0,5 λ oder einem ganzzahligen Vielfachen dieses Betrages liegt und der als Topfkreis ausgebildete untere Strahlerteil mit einer elektrischen Verlängerung versehen ist. Die Erfindung ist dabei durch das Vorhandensein aller dieser Merkmale bestimmt.This deficiency is remedied by the invention in that a broadband antenna designed as a coaxial radiator, in particular for the ultra-short wave range, has a radiator with unilaterally projecting end loads, the length of the coaxial is between 0.3 and 0.5 λ or an integral multiple of this amount and that of the cup circle trained lower radiator part is provided with an electrical extension. The invention is determined by the presence of all of these features.

Es sind zwar bereits Koaxialdipole bekannt, in deren unteren Strahler ein metallischer Mantel derart eingesetzt ist, daß er aus dem Strahlerrohr etwas hervorragt. Bei diesen Anordnungen handelt es sich aber nicht um eine elektrische Verlängerung des Strahlers. Weiterhin weist die bekannte Anordnung auch kein angehobenes Strahlungsminimum auf.Although there are already known coaxial dipoles, a metallic jacket in the lower radiator of this type is used that it protrudes slightly from the emitter tube. These arrangements are but not an electrical extension of the radiator. Furthermore, the known arrangement also no increased radiation minimum.

Die erfindungsgemäße Breitbandantenne zeichnet sich den bekannten Anordnungen gegenüber durch ein günstiges Strahlungsfeld aus und weist darüber hinaus eine diese Strahlung nicht beeinflussende Ankoppelung der Energieleitung auf, die auch noch deshalb vorteilhaft ist, weil sie durch den Antennenmast hindurch erfolgt. Durch die ein Merkmal der Erfindung ausmachende Bemessung ist schließlich gewährleistet, daß sich die von den Endbelastungen ausgehenden Feldvektoren ohne nennenswerte Schwächung addieren, und das Merkmal der elektrischen Verlängerung im unteren Topfkreis bringt es mit sich, daß sich eine Antenne mit guter Entkopplung gegen Mantelwellen ergibt.The broadband antenna according to the invention is distinguished from the known arrangements by a favorable radiation field and also has a coupling that does not influence this radiation the power line, which is also advantageous because it goes through the antenna mast he follows. The dimensioning, which is a feature of the invention, finally ensures that that the field vectors emanating from the end loads move without any significant weakening add, and the feature of the electrical extension in the lower circle of the pot means that results in an antenna with good decoupling against standing waves.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung können sich die Endbelastungen senkrecht zur Achse des Koaxials derart erstrecken, daß sich zusammen mit der Länge des Koaxials ein in Halbwellenresonanz schwingendes System ergibt. Hierdurch wird eine besonders günstige Anpassung der Antenne an das Speisekabel zustande gebracht. Wird weiterhin erfindungsgemäß der obere Strahlerteil des Koaxials als Topfkreis ausgebildet, so erzielt man eine weitere Steigerung der Breitbandigkeit der Antenne.In a special embodiment of the invention, the end loads can be perpendicular to the axis of the coaxial extend in such a way that together with the length of the coaxial one oscillating in half-wave resonance System results. This results in a particularly favorable adaptation of the antenna to the feeder cable brought about. If, according to the invention, the upper radiator part of the coaxial is also designed as a cup circle, in this way one achieves a further increase in the broadband capability of the antenna.

Weitere Merkmale 'der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung er-Further features of the invention are set out below Description on the basis of the drawing

Als Koaxialstrahler ausgebildete
BreitbandantenneTrained as a coaxial radiator
Broadband antenna

Anmelder:Applicant:

Rohde & Schwarz,Rohde & Schwarz,

München 9, Tassiloplatz 7Munich 9, Tassiloplatz 7

Dipl.-Ph.ys. Dr. Rudolf Greif, München,Dipl.-Ph.ys. Dr. Rudolf Greif, Munich,

und Dipl.-Ing. Hans Reinhold Huber, München-Pasing,and Dipl.-Ing. Hans Reinhold Huber, Munich-Pasing,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

läutert. Darin sind verschiedene Ausführungsbeispiele dafür dargestellt.purifies. Various exemplary embodiments are shown therein.

«ο Fig. 1 zeigt die Antenne im Längsschnitt; aus
Fig. 2 ist der Grundriß zur Fig. 1 ersichtlich;
Fig. 3 und 4 lassen im Längsschnitt Abwandlungen der Ausbildung des oberen Strahlerteils erkennen.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht die vorzugsweise für den Ultrakürzwellenbereich bestimmte Breitbandantenne aus dem Koaxialstrahler 1 mit den nach jeweils einer Seite ausladenden Endbelastungen 2 und 3. Die aus dem Innenleiter 4 und dem Außenleiter 5 bestehende Energieleitung ist von unten her durch das Isolierstück 6 in den Koaxialstrahler 1 hineingeführt. Der Innenleiter 4 ist nach seiner Durchführung durch das Isolierstück 7 im Mittelteil des Strahlers 1 an der Stelle 8 mit dem oberen Strahlerteil 9 metallisch verbunden. Der Außenleiter 5 ist bis zum oberen Ende des Isolierstückes 7 weitergeführt und am unteren Ende des Isolierstückes 7 mit der metallischen Scheibe 10 verbunden, die ihrerseits mit dem unteren Strahlerteil 11 in metallischer Verbindung steht. Im unteren Strahlerteil 11 ist unmittelbar oberhalb der Isolierung 6 als elektrische Verlängerung der auf dem Außenleiter 5 aufsitzende zylindrische Metallkörper 12 aufgebracht.«Ο Fig. 1 shows the antenna in longitudinal section; the end
FIG. 2 shows the plan of FIG. 1;
FIGS. 3 and 4 show modifications of the design of the upper radiator part in a longitudinal section.
According to FIGS. 1 and 2, the broadband antenna, which is preferably intended for the ultra-short wave range, consists of the coaxial radiator 1 with the end loads 2 and 3 projecting to one side each guided into the coaxial radiator 1. After its passage through the insulating piece 7 in the central part of the radiator 1, the inner conductor 4 is connected to the upper radiator part 9 at the point 8. The outer conductor 5 is continued to the upper end of the insulating piece 7 and connected at the lower end of the insulating piece 7 to the metallic disk 10, which in turn is in metallic connection with the lower radiator part 11. In the lower radiator part 11, the cylindrical metal body 12 seated on the outer conductor 5 is applied directly above the insulation 6 as an electrical extension.

Auch im oberen Strahlerteil 9 kann nach Fig. 3 ein Topfkreis mit elektrischer Verlängerung vorgesehen sein. Der Außenleiter 5' ist dann bis zur Endbelastung 2' durch den oberen Strahlerteil 9' fortgesetzt, wobei der Innenleiter 4' durch eine Ausnehmung im Außenleiter 5' an der Stelle 13 durch diesen hindurchgeführt ist. Die elektrische Verlängerung ist ähnlich wie bei dem unteren Strahlerteil 11 nach Fig. 1 durch den auf dem Außenleiter 5' aufsitzenden zylindrischen Metallkörper 14 bewirkt, der hierbei unmittelbar oberhalb der Ausnehmung 13 und damit auch in unmittelbarer Nähe des Isolierstückes T angeordnet ist.According to FIG. 3, a cup circle with an electrical extension can also be provided in the upper radiator part 9. The outer conductor 5 'is then continued through the upper radiator part 9' up to the end load 2 ', the inner conductor 4' being passed through a recess in the outer conductor 5 'at the point 13 through the latter. The electrical extension is similar to the lower radiant section 11 of FIG. 1 caused by the 'seated on the outer conductor 5 cylindrical metal body 14 which is in this case arranged directly above the recess 13, and thus also in the immediate vicinity of the insulating T.

809 508/237809 508/237

Eine andere Verwirklichung der elektrischen Verlängerung im oberen Strahlerteil 9" ist nach Fig. 4 durch Einschachtelung des koaxialen Rohrstückes 15 herbeigeführt. Es sitzt auf dem Außenleiter 5" unten mittels des Metallringes 16 auf und ist oben durch den Isolierring 17 abgestützt. Die Verbindung des Innenleiters 4" mit dem oberen Strahlerteil 9" ist auch hierbei durch eine Ausnehmung im Außenleiter 5" zustande gebracht, die sich an der Stelle 13' unmittelbar oberhalb des Isolierstückes 7" befindet. Statt eines koaxialen Rohrstückes 15 können im oberen Strahierten 9" auch mehrere solcher Rohrstücke ineinandergeschachtelt sein.Another implementation of the electrical extension in the upper radiator part 9 ″ is shown in FIG brought about by nesting the coaxial pipe section 15. It sits on the outer conductor 5 "below by means of the metal ring 16 and is supported at the top by the insulating ring 17. The connection of the inner conductor 4 "with the upper radiator part 9" is also achieved here by a recess in the outer conductor 5 " brought, which is located at the point 13 'immediately above the insulating piece 7 ". Instead of a coaxial Pipe section 15 can also nested several such pipe sections into one another in the upper straightened 9 ″ be.

Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die elektrische Verlängerung im unteren Strahlerteil 11 nach Fig. 1 auch durch ein koaxiales Rohrstück nach Fig. 4 zustande gebracht sein. Weiterhin kann der auf dem Außenleiter 5 bzw. 5' aufsitzende zylindrische Metallkörper 12 bzw. 14 auch mehrfach stufenweise bzw. stetig nach oben hin abgesetzt sein. Schließlich ist es möglich, die Endbelastungen 2 und 3 des Koaxials 1 statt in gleicher Richtung auch in zueinander um 180° versetzten Richtungen ausladen zu lassen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described limited. The electrical extension in the lower radiator part 11 according to FIG. 1 also be brought about by a coaxial pipe section according to FIG. Furthermore, the Outer conductor 5 or 5 ', cylindrical metal body 12 or 14, also in multiple steps or be steadily offset towards the top. Finally, it is possible to reduce the end loads 2 and 3 of the coaxial 1 instead of unloading in the same direction in directions offset by 180 °.

Claims

Patent claims:

1. Broadband antenna designed as a coaxial radiator, especially for the ultra-short wave

25 area, characterized in that the radiator is provided with unilaterally projecting end loads. that the length of the coaxial is between 0.3 and 0.5 λ or an integral multiple of this amount and that the lower radiator part, which is designed as a cup circle, has an electrical extension.

2. Broadband antenna according to claim 1, characterized by end loads of such extent perpendicular to the axis of the coaxial that, together with the length of the coaxial, is an in Half-wave resonance oscillating system results.

3. Broadband antenna according to claim 1 and 2, characterized by a coaxial with one as Cup circle formed upper radiator part.

4. Broadband antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical \ 'extension brought about by a partial reduction of the cup circle wave resistance is (Figs. 1 and 3).

5. Broadband antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical Extension by nesting at the least a coaxial pipe section takes place (Fig. 4). '

Considered publications:
German Patent No. 931 605;
Radio Mentor, Vol. 17. 1951, H. 9, p. 447.

For this purpose I sheet drawings