Dipol-Antennen-Wand für die Ausstrahlung von Kurzwellen

Abstract

 Dipol-Antennen-Wand für die Ausstrahlung von Kurzwellen, beidenen die Dipole in Spalten und Reihen angeordnet sind, wobei die Dipolwand aus einzelnen Dipolmodulen
(DM 11 bis DM 14, DM 21 bis DM 24 und DM 31 bis Dm 34) aufgebaut ist, wobei jedes Dipolmodul aus zwei horizontalen und/oder zwei vertikalen Dipolen besteht, und wobei der vertikale Abstand jeweils benachbarter Dipole innerhalb des Moduls kleiner als lambda/2 und außerhalb des Moduls größer als lamba/2 ist und der horizontale Abstand von Dipolmitte zu Dipolmitte jeweils benachbarter Dipole innerhalb des Moduls = lambda/2 und außerhalb des Moduls größer als lambda/2 ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dipol-Antennen-Wand für die Ausstrahlung von Kurzwellen, bei denen die Dipo­le in Spalten und Reihen angeordnet sind.

[0002] Derartige Dipol-Antennen-Wände sind bekannt. Sie beste­hen aus horizontal polarisierten Dipolen, die in einer senkrechten Ebene und zwar in Spalten und Reihen ange­ordnet sind. Durch die Angabe der Anzahl der Dipole, die in einer Reihe angeordnet sind und der Anzahl, die in einer Spalte angeordnet sind, werden diese Dipol-Anten­nen-Wände gekennzeichnet. Beispielsweise bedeutet die Bezeichnung Dipol-Antennen-Wand 4/6, daß 4 Dipole je­weils in einer Reihe und 6 Dipole jeweils in einer Spal­te angeordnet sind. Der senkrechte Abstand zweier Dipole in einer Spalte und der Mittenabstand zweier Dipole in einer Reihe entspricht lambda/2 bei der Mittenfrequenz. Diese Dipol-Antennen-Wände werden zur Herstellung von Funkverbindungen über Kurzwelle mit Hilfe der Ionosphäre eingesetzt. Die Kurzwellen werden mit einem Erhebungs­winkel gegen die Ionosphäre abgestrahlt, dort reflek­tiert und zum Boden zurückgeleitet. Die Entfernung des versorgten Gebietes richtet sich nach dem Erhebungswin­kel. Bei kleinen Erhebungswinkeln ist die Entfernung am größten. Daneben bestimmen verschiedene Eigenschaften der Ionosphäre die Qualität der Verbindung.

[0003] Meist besteht der Wunsch, verschiedene Zielgebiete mit einer Antenne zeitlich hintereinander zu versorgen; es kann auch der Wunsch bestehen, bei unterschiedlich hoher Ionosphäre das gleiche Zielgebiet zu erreichen. Dies macht eine Änderung des Vertikaldiagramms notwendig. Die Anzahl der Dipole bestimmt die Art der Richtstrahlung. So erreicht man niedrigere Abstrahlwinkel und damit größere Entfernungen, wenn man mehr Dipole in der verti­kalen Ebene betreibt.

[0004] Bei einer bereits bestehenden Antenne kann die Richt­strahlcharakteristik dadurch geändert werden, daß z.B. höher gelegene Dipole abgeschaltet werden, um einen nie­drigeren Abstrahlwinkel zu erhalten. Wegen der gegensei­tigen Beeinflußung der gespeisten und der abgeschalteten Dipole infolge einer Strahlungskopplung untereinander treten jedoch unangenehme Nebeneffekte auf, beispiels­weise verändern die gespeisten Dipole stark ihre Impe­danz und die abgeschalteten Dipole führen einen noch merklich eingekoppelten Strom; beides kann zu erhebli­chen Diagrammverzerrungen führen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dipol-Antennen-Wand (z.B. eine 4/6) mit einer hohen Anzahl von Dipolen zu schaffen, bei der verschiedene Betriebszustände wie z.B. 2/2, 2/4 oder 4/4 möglich sein sollen, ohne daß Dia­grammverzerrungen auftreten dürfen. Die Umpolung einiger Dipole soll ebenfalls möglich sein.

[0006] Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dipolwand aus einzelnen Dipolmodulen aufgebaut ist, wobei jedes Dipolmodul aus zwei horizon­talen und/oder zwei vertikalen Dipolen besteht und der vertikale Abstand jeweils benachbarte Dipole innerhalb des Moduls kleiner als lambda/2 und außerhalb des Moduls größer als lambda/2 ist und der horizontale Abstand von Dipolmitte zu Dipolmitte (Mittenabstand) jeweils benach­barte Dipole innerhalb des Moduls = lambda/2 und außer­halb des Moduls größer als lambda/2 ist.

[0007] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der verti­kale Abstand benachbarter Dipole innerhalb des Moduls etwa 0,4 lambda und außerhalb des Moduls etwa 0,6 lambda und der Mittenabstand benachbarter Dipole außerhalb des Moduls 1,2 lambda. Es ist zweckmäßig die Moduleinheiten so auszulegen, daß jeweils 4 Dipole eine Moduleinheit entsprechend dem Aufbau 2/2 bilden. Falls jedoch aus Symmetriegründen, z.B. bei Dipolwänden entsprechend dem Aufbau 4/6 die kleinste abstrahlende Moduleinheit in der waagerechten Mitte angeordnet sein soll, so können in den Seitenspalten Moduleinheiten entsprechend dem Aufbau 1/2 vorgesehen werden.

[0008] In den Figuren sind schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1 Eine Dipol-Antennen-Wand 6/8;

Fig. 2 eine Dipol-Antennen-Wand 4/6;

Fig. 3 eine Dipol-Antennen-Wand 4/6, die sich von der in Fig. 2 dargestellten unterscheidet und

Fig. 4 die HF-Speisung der Dipol-Antennen-Wand nach Figur 1.

[0010] Bei der in Figur 1 dargestellten Dipol-Antennen-Wand 6/8 sind jeweils 6 Dipole in einer Reihe und jeweils 8 Dipo­le in einer Spalte angeordnet. Jeweils 4 Dipole sind zu einem Dipolmodul DM zusammengefaßt. Das gestrichelt mar­kierte Dipolmodul DM 11 besteht aus den einzelnen Dipo­len a,b,c und d. In der mittleren Spalte der Dipolwand sind die Dipolmodule DM 11 bis DM 14, in der rechten Spalte die Dipolmodule DM 21 bis 24 und in der linken Spalte die Dipolmodule DM 31 bis 34 angeordnet. Bei den bekannten Dipolwänden sind die Dipole vertikal jeweils im Abstand lambda/2 voneinander angeordnet und waage­recht beträgt der jeweilige Mittenabstand zweier benach­barter Dipole ebenfalls lambda/2. Bei der in Figur 1 dargestellen Dipolwand nach der Erfindnung ist innerhalb eines Moduls der gegenseitige senkrechte Abstand a2 kleiner als lambda/2 und außerhalb, d.h. der gegenseiti­ge Abstand a4 zweier benachbarter Dipole verschiedene Module ist größer als lambda/2. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist a2 =0,4 lambda und a4=0,6 lambda.

[0011] Der Mittenabstand, d.h. der waagerechte Abstand jeweils von Mitte zu Mitte zweier benachbarter Dipole ist bei den bekannten Dipolwänden immer lambda/2. Bei der Anord­nung nach Figur 1 ist der Mittenabstand zweier Dipole innerhalb eines Moduls ebenfalls lambda/2 und der Mit­tenabstand zweier benachbarter Dipole verschiedener Mo­dule ist größer als lambda/2. Bei der in Figur 1 gewähl­ten Darstellung beträgt der Mittenabstand zweier benach­barter Pole verschiedene Module a5 = 0,7 lambda. Der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Dipole ver­schiedener Module entspricht a3 = 0,2 lambda.

[0012] In Figur 2 ist eine Dipol-Antennen-Wand 4/6 dargestellt, bei der in jeder Reihe 4 Dipole und in jeder Spalte 6 Dipole vorgesehen sind. Jeweils 4 benachbarte Dipole sind zu einem Dipolmodul DM zusammengefaßt. Der Dipolmo­dul 11 ist besonder kennzeichnet und enthält die Di­pole a,b,c, und d. In der linken Hälfte der Antennenwand sind die Dipolmodule DM 11 bis DM 13 und in der rechten Antennenwand die Dipolmodule DM 21 bis DM 23 angeordnet. Das Dipolmodule DM 11 ist immer eingeschaltet und je nach der gewünschten Abstrahlcharakteristik werden die ande­ren Dipole zugeschaltet.

[0013] Für den senkrechten Abstand zweier Dipole innerhalb ei­nes Moduls wurde wieder a2 = 0,4 lambda gewählt, während für den Abstand benachbarter Dipole außerhalb des Moduls a4 = 0,6 lambda gilt. Der Mittenabstand zweier Dipole innerhalb eines Moduls beträgt lambda, während der Mit­tenabstand zweier benachbarter Module a5 = 0,7 lambda beträgt. Wenn nur ein Dipolmodul oder nur Dipolemodule einer Spalte gespeist werden, so ist die Charakteristik unter Umständen unsymmetrisch. Um dies zu vermeiden, kann eine Ausführungsform nach Figure 3 gewählt werden. Diese Figur zeigt ebenfalls eine Dipol-Antennen-Wand 4/6. Das Dipolmodul DM 11 befindet sich jetzt allerdings in der Mitte der Antennenwand. Oberhalb des Moduls DM 11 sind die Module DM 12 und DM 13 angeordnet, die eben­falls aus jeweils 4 Dipole bestehen an der linken Seite ist eine Spalte von Modulen DM-A, DM-C und DM-E angeord­net, die jeweils aus zwei übereinanderangeordneten Dipo­len entstehen und somit die Einheit 1/2 bilden. Eine ähnliche Anordnung ist auf der rechten Seite der Anten­nenwand vorgesehen. Auch hier sind Dipolmodule überein­ander angeordnet, die jeweils aus nur 2 Dipolen beste­hen. Eine Ausführung nach Figur 3 wird gewählt, wenn überwiegend nur die Dipolmodule DM 11 bis DM13 gespeist werden und die Abstrahlcharakteristik der Antennenwand durch nur auf einer Seite angeordnete Dipolmodule zu stark verzerrt würde.

[0014] Figur 4 zeigt die Speisung einer Dipol-Antennen-Wand nach Figur 1, bei der mindestens 4 Dipolmodule DM 11 bis DM 14 übereinander angeordnet sind. Es werden jeweils die Dipole eines Moduls gleichzeitig von einer Speiseleitung mit Antennenenergie versorgt. Das Dipolmo­dul DM 11 wird über die Leitung L 11, das Dipolmodul DM 12 über die Leitung L 12, das Dipolmodul DM 13 über die Leitung L13 und das Dipolmodul DM 14 über die Leit­uung L 14 gespeist.

Ansprüche

1. Dipol-Antennen-Wand für die Ausstrahlung von Kurzwellen, bei denen die Dipole in Spalten und Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dipol­wand aus einzelnen Dipolmodulen
(DM 11 bis DM 14, DM 21 bis DM 24 und DM 31 bis Dm 34) aufgebaut ist, wobei jedes Dipolmodul aus zwei horizon­talen und/oder zwei vertikalen Dipolen besteht, und wo­bei der vertikale Abstand jeweils benachbarter Dipole innerhalb des Moduls kleiner als lambda/2 und außerhalb des Moduls größer als lamba/2 ist und der horizontale Abstand von Dipolmitte zu Dipolmitte jeweils benachbar­ter Dipole innerhalb des Moduls = lambda/2 und außerhalb des Moduls größer als lambda/2 ist.

2. Dipol-Antennen-Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand benachbarter Dipole innerhalb des Moduls etwa 0,4 lambda und außer­halb des Moduls etewa 0,6 lambda und der Mittenabstand benachbarter Dipole außerhalb des Moduls 1,2 lambda be­trägt.

3. Dipol-Antennen-Wand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Moduleinheit 1/2 ist, d.h. zwei übereinander angeordnete Dipole sind zu einem Modul zusammengefaßt.

4. Dipol-Antennen-Wand nach Anspruch 1 oder 3, da­durch gekennzeichnet, daß als normale Moduleinheit ein Dipolsystem 2/2 verwendet wird, bei dem zwei nebeneinander- und zwei übereinanderliegende Dipole zu einer Moduleinheit zusammengefaßt sind.

5. Dipol-Antennen-Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, ein oder mehrere Dipol-Module in Abhängigkeit von der gewünschten Ab­strahlcharakteristik an einen Sende-Verstärker (Anten­nen-Energie) angeschaltet sind.

6. Dipol-Antennen-Wand nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß nur untere Dipolmodule
(DM 11, DM 12; DM 21, DM 22; DM 31, DM 32) einer oder mehrerer Spalten an einem Sende-Verstärker angeschaltet sind.

7. Dipol-Antennen-Wand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste abstrah­lende Moduleinheit symmetrisch in der Gesamtdipolwand angeordnet ist.

Zeichnung