DE1919749B2 - Aktive empfangsantenne mit dipolcharakter - Google Patents

Description

Empfangsantenne der eingangs angegebenen Art zu Dachkapazität 3 und dem für den unteren Frequenzverringern. Dies wird nach di.r Erfindung dadurch bereich verwendeten aktiven Element, dem Transierreicht, daß für mindestens einen weiteren Fre- stör 4. Der Außenleiter der Pseudokoaxialleitung, quenzbereich zwischen dem passiven Antennenteil also die Leiterbahn!, wirkt als Teilinduktivität des und der genannten oder einer zweiten Antennenan- 5 Eingangskreises für die Ankopplung des aktiven EIeschlußstelle über jeweils ein weiteres steuerbares ak- ments für den oberen Frequenzbereich, also des tives Element mit Dreipolcharakter jeweils ein geson- Transistors 5, an den aufnehmenden, passiven Anderter Übertragungsweg gebildet ist tennenteil. Dieser Außenleiter bildet gleichzeitig zu-

Dadurcb. wird der Vorteil erzielt, daß unter An- sammen mit dem Eingangswiderstand des aktiven wendunsr der Empfangsantenne der eingangs angege- io Elements für den unteren Frequenzbereich, also des benen Art für alle Teilfrequenzbereiche die gleiche Transistors 4, einen Teil der Transformationsschalpassive Antenne verwendet werden kann und ledig- tung für die Rauschanpassung des aufnehmenden lieh mehrere steuerbare aktive Elemente, und zwar je Antennenteils der Antenne an die Eingangsimpedanz eines für jeden Teilfrequenzbereich, eingesetzt wer- des aktiven Elements für den oberen Frequenzbeden. i5 reich, also des Transistors 5.

. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben Die Verbindung von der Leiterbahn 2 der Pseudo-

sich aus den Patentansprüchen und deren vorteil- koaxialleitung zu dem Transistor 5 für den oberen

hafte Wirkungen aus der nachfolgenden Beschrei- Frequenzbereich ist über den Anschlußpunkt 8 zu

bung. den gedruckten Flächen des Koppelkondensators 9

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 20 (Fig. 1), dann zum Anschlußpunkt 10 (Fig. 1 Erfindung dargestellt. Es handelt sich dabei um eine und 2) und über einen weiteren Kondensator 11 an Ausführung als gedruckte Schaltung, die insbeson- die Basis des TransistorsS geführt. Die in Fig.2 dere zur Unterbringung in der Halterung eines Rück- dargestellten Widerstände 12 und 13 dienen zur Einblickspiegels eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. Es stellung des Arbeitspunkts des Transistors 5.
zeigt 35 Die Verbindung des Transistors 4 für den unteren

F i g. 1 schematisch das passive Antennenteil einer Frequenzbereich mit dem aufnehmenden Antennenaktiven Antenne nach der Erfindung, teil führt von dem Anschlußpunkt 14 (Fig^l) am

Fig.2 das elektrische Schaltbild des die aktiven Innenleiter7 zu dem Anschlußpunkt 15 (Hg. 2),

Elemente enthaltenden Teils der Antenne. dann über eine Drossel 16 und einen Widerstand 17

Gemäß F i g. 1 sind auf einer Isolierstoffplatte P in 30 an die Basis des Transistors 4. Die in F i g. 2 darge-

bekannter Weise als gedruckte Schaltungen Leiter- stellte Diode 18 schützt den Transistor 4 vor stati-

bahnen 1 und 2 aufgebracht, die als Induktivitäten sehen Aufladungen.

wirken. Diese Leiterbahnen bilden mit der sogenann- Wie sich aus der Zeichnung und der vorstehenden ten Dachkapazität 3, die z.B. als Rückblickspiegel Beschreibung ergibt, ist also innerhalb der aus den ausgebildet ist, den passiven, nämlich den aufneh- 35 aufnehmenden Antennenteilen 1, 2 und 3 und den menden Teil der Antenne. Die Kapazität 3 kann in aktiven Elementen, den Transistoren 4 und 5, beste bestimmten Grenzen in ihrem Wert gewählt werden, henden Gesamtschaltung für die beiden unterschied- und zwar so weit, wie das Produkt aus effektiver An- liehen Frequenzbereiche jeweils ein gesonderter tennenhöhe und dieser Kapazität unverändert bleibt. Übertragungsweg geschaffen, der zu der noch zu beEiner Transformation des Strahlungswiderstandes 40 schreibenden Antennenanschlußstelle 29 führt. Es ist zum Zwecke optimaler Rauschanpassung stehen in dabei diese Aufteilung in zwei Übertragungswege einem unteren Frequenzbereich, insbesondere im derart vorgenommen worden, daß für jeden Frelang- und mittelwelligen Bereich, zwei Gründe entge- quenzbereich voneinander unabhängige Anpassungsgen, und zwar einerseits die Kleinheit des Strahlungs- Verhältnisse zwischen den aufnehmenden Antennenwiderstandes und andererseits die große Bandbreite, 45 teilen 1,2 und 3 und den aktiven Elementen, den innerhalb derer die Transformation stattfinden muß. Transistoren 4 und 5, gebildet und/oder die Arbeits-

Es stellen nun die Leiterbahnen 1 und 2 im beson- punkte der aktiven Elemente, also der Transistoren 4

deren die Mittel zur Transformierung der Impedanz und 5, voneinander unabhängigen Anpassungsver-

der aufnehmenden Antennenteile auf einen Wert dar, hältnissen entsprechend einstellbar sind,

der eine optimale Rauschanpassung an die aktiven 50 Wie F i g. 2 ferner zeigt, ist dem Transistor 4 ein

Elemente gestattet. Diese aktiven Elemente der akti- weiterer Verstärker in Gestalt des Transistors 6

ven Antenne werden, wie im folgenden noch näher nachgcschaltet. Dadurch werden zwei vorteilhafte

beschrieben wird, durch die Transistoren 4 und S in Wirkungen erzielt:

der Schaltung nach F i g. 2 gebildet. 1. Wegen der Aufteilung der zwischen dem An-

Die Dachkapazität3 hat sowohl im oberen, z.B. 55 schlußpunkt 15 für den unteren Frequenzbe-

UKW-Bereich, als auch im unteren, z. B. dem reich und der allgemeinen Masse 19 bestehen-

LMK-Bereich, ihre besondere Bedeutung. Im den Spannung auf zwei Transistorsteuerstrecken

UKW-Bereich dient diese Dachkapazität 3 zusam- wird die Gefahr nichtlinearer Verzerrungen und

men mit den Leiterbahnen 1 und 2 als Schwingkreis- Mischeffekte herabgesetzt,
kapazität eines Eingangskreises, im unteren Fre- ^o 2. Durch die Reihenschaltung von zwei Transisto-

quenzbereich, also dem langwelligen Bereich, stellt ren4 und 6 wird die Verstärkung vergrößert,

sie die Hauptantennenkapazität dar. ohne daß damit das Rauschen wesentlich erhöht

Die gedruckte Leiterbahn 1 setzt sich fort als ge- würde, wodurch eine Herabsetzung der Grenz-

druckter Innenleiter7 einer Pseudokoaxialleitung, feldstärke, d. h. eine Verbesserung der Empfind-

die aus den drei nebeneinander geführten Leiterbah- 65 lichkeitder Antenne erreicht wird,

nen 2 und 7 gebildet wird. Die Leiterbahn 1 und der Der in den Emitterkreis des Transistors 6 einge-

Innenleiter7 der Pseudokoaxialleitung dienen auch schaltete Widerstand 30 dient zur Gegenkopplung

gleichzeitig als Zuführungsleitung zwischen der und sorgt bei entsprechender Dimensionierung tür

das Untertauchen der durch Intermodulation entstandenen Störungen in das Rauschen.

Die Drossel 16 mit dem Widerstand 17, der zur Abflachung einer möglicherweise entstehenden Resonanzkurve eingesetzt worden ist, dient zur Unterdrückung der Störungen, die bei Verwendung der erfindungsgemäßen Antenne als Kraftfahrzeugantenne durch die elektrischen Anlagen des Motors des Kraftfahrzeugs hervorgerufen, über die aufnehmenden Antennenteile eingestrahlt und durch Mischeffekte mit höheren Frequenzen erzeugt werden.

Die Drossel 20 dient zusammen mit dem Kondensator 21 der allgemeinen Verblockung des Eingangs des Transistors 4, der Widerstand 22 zusammen mit dem Kondensator 23 der besonderen Verblockung des Eingangs des Transistors 4 gegen Hochfrequenzstörungen, die über den Speisepunkt 24 für die Betriebsspannung des Transistors 4 eingeschleppt werden können.

Dagegen dienen die Drossel 25 und der Kondensator 26 zur Verriegelung der verstärkten Spannungen des unteren Frequenzbeireichs, hier des LMK-Bereichs, gegen den Ausgang des Transistors 5, der die Spannungen des oberen Frequenzbereichs, hier also des UKW-Bereichs, verstärkt.

Der Ausgang des Transistors 6 für den unteren

Frequenzbereich und der Ausgang des Transistors 5 für den oberen Frequenzbereich sind beide auf die

ίο Anschlußstelle der aktiven Antenne geschaltet, an die ein Koaxialkabel 29 angeschlossen ist.

Alle übrigen im Schaltbild gemäß F i g. 2 nicht näher bezeichneten Widerstände und Kondensatoren dienen lediglich der Stromversorgung der Transistoren bzw. zur Trennung von Gleichspannungen mit unterschiedlichem Potential. Dem Kondensator 26 fällt diese Aufgabe zusätzlich zu. Die Kondensatoren 27 und 28 dienen zur Erzeugung von Vorspannungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine aktive Emp- Patentansprüche: fangsantenne mit Dipolcharakter, bei der ein steuer bares aktives Element mit Dreipolcharakter unmittel-

1. Aktive Empfangsantenne mit Dipolcharakr bar an das die Strahlung aufnehmende passive Anter, bei der ein steuerbares aktives Element mit -5 tennenteil angeschlossen, an dieses in einem Fre-Dreipolcharakter unmittelbar an das die Strah- quenzbereich durch. Rauschanpassung angepaßt und lung aufnehmende passive Antennenteil ange- an seinem Ausgang mit einer Antennenanschlußstelle schlossen, an dieses in einem Frequenzbereich verbunden ist.

durch Rauschanpassung angepaßt und an seinem Antennen dieser Art sind in der älteren,

Ausgang mit einer Antennenanschlußstelle verbun- io nieht vorveröffentlichten deutschen Patentanmelden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dung P 1591300.5 (deutsche Offenlegungsschrift für mindestens einen weiteren Frequenzbereich 1 591 300) beschrieben worden,
zwischen dem passiven Antennenteil (1, 2, 3) und Eine aktive Antenne mit Dipolcharakter ist aus

der genannten oder einer zweiten Antennenan- der USA.-Patentschrift 2 169358 bekannt. Ferner ist schlußstelle (29) über jeweils ein weiteres Steuer- 15 es bei einer aktiven Antenne bereits bekannt, die Anbares aktives Element mit Dreipolcharakter (4, 6) tennenkonstruktion so zu wählen, daß an diese das jeweils ein gesonderter Übertragungsweg gebildet aktive Element durch Rauschanpassung angepaßt ist ist (NTG-U.R.S.I.-Tagung »Antennen und elektroma-

2. Aktive Empfangsantenne nach Anspruch 1, gnetische Felder«, Darmstadt, 17. bis 20. Okt 1967, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Element 20 Kurzfassung der Vorträge, S. 45 bis 47).

(S) für einen oberen Frequenzbereich durch ka- Fast alle Funkdienste werden nicht bei einer einzi-

pazitive Ankopplung an das passive Antennenteil gen Frequenz, sondern in mehr oder weniger breiten (1, 2, 3) angeschlossen ist. Frequenzbändern betrieben, so daß die Empfangsan-

3. Aktive Empfangsantenne nach Anspruch 1 tenne für breitere Frequenzbänder geeignet sein muß. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive 25 Rauschanpassung ist jedoch nur in begrenzten Fre-Element (4) für einen unteren Frequenzbereich quenzbändern möglich. Als Beispiel soll der Unterdurch induktive Ankopplung an das passive An- haltungsrundfunk erwähnt werden. Hier liegen die tennenteil (1,2, 3) angeschlossen ist. Bereiche im Langwellen-, Mittelwellen-, Kurzwellen-

4. Aktive Empfangsantenne nach einem der und Ultrakurzwellengebiet mit großen Zwischenräuvorangehendsn Ansprüche, dadurch gekennzeich- 30 men zwischen 0,15 und 110 MHz. Auch in diesem net, daß für mindestens einen der weiteren Über- Fall gibt es keine Empfangsantenne der obengetragungswege Rauschanpassung zwischen akti- nannten Art mit nur einem einzigen aktiven Ubertravem Element und passivem Antennenteil vorge- gungsweg, der für alle diese Frequenzbereiche eine sehen ist. i^r ' hinsichtlich des Signal-Rauschverhältnisses optimale

5. Aktive Empfangsantenne nach einem der 35 Anpassung hätte.

vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Als Lösung des Problems läge nahe, bei Empfang

net, daß die steuerbaren aktiven Elemente an un- größerer Frequenzbereiche den gesamten Frequenzterschiedlichen Stellen an das die Strahlung auf- bereich in Teilfrequenzbereiche aufzuteilen und für nehmende passive Antennenteil angeschlossen jeden Teilfrequenzbereich eine getrennte aktive sind und daß diese Stellen so gewählt und das 40 Empfangsantenne zu verwenden, wobei die Auspassive Antennenteil so gestaltet ist, daß für die gänge dieser Antennen an eine gemeinsame Antengesonderten Übertragungswege voneinander un- ;: nenanschlußstelle geführt werden könnten. Eine abhängige Rauschanpassungsverhältnisse herr- solche Anordnung könnte im Prinzip eine Form haschen, ben, wie sie in der Zeichnung der USA.-Patentschrift

6. Aktive Empfangsantenne nach einem der 45 3 424 984 dargestellt ist. Hier sind mehrere passive vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Antennen mit je einem nachfolgenden Verstärker an net, daß dem aktiven Element (4) für einen unte- einen gemeinsamen Antennenausgang geführt. Jede ren Frequenzbereich ein weiteres verstärkendes Einzelantenne mit anschließendem Verstärker wird Antennenelement (6) nachgeschaltet ist. dort als aktiver Kanal bezeichnet. In der USA.-Pa-

7. Aktive Eitipiangsantenne nach einem der 50 tentschrift 3 424 984 ist eine Anordnung beschrieben, vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- > '■ bei der alle beteiligten Kanäle gleichzeitig empfannet, daß der untere Abschnitt des passiven An- gen, und zwar alle die gleiche Frequenz, und durch tennenteils der Außenleiter einer Koaxialleitung Kombination der Ausgänge der verschiedenen Kaist, deren Innenleiter an einem Ende mit dem näle eine Richtwirkung auf dieser Frequenz erzeugt oberen Abschnitt des passiven Antennenteils und 55 wird. Es ist hieraus ersichtlich, daß das geschilderte am anderen Ende mit der Anschlußstelle für den Problem, daß die einzelnen Kanäle eines solchen An-Übertragungsweg für einen unteren Frequenzbe- tennensystems für den Empfang verschiedener Teilreich verbunden ist. frequenzbereiche verwendet werden, und zwar jeder

8. Aktive Empfangsantenne nach Anspruch 7, -'-■ Kanal für einen anderen Teilfrequenzbereich, in der dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale''Lei- 60, USA.-Patentschrift 3 424 984 weder gestellt noch getung als gedruckte;Pseudokoaxialleitung mit drei _Pi._;. löst wird, sondern eine verschiedene Aufgabenstelnebeneinandergeführten Leiterbahnen (2, 7) aus- ₍ lung vorliegt. Ein Antennensystem der vorstehend gebildet ist; von.denen.die beiden äußeren Leiter- ' beschriebenen Art mit getrennten Antennen bedeutet bahnen (2) den Schirm für die innere Leiteroahn ■' einen erheblichen Aufwand an Raum, Bauteilen und (7) bilden. 65 Montage.

.1 ji.Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Lösung des geschilderten Problems des Empfangs größerer Frequenzbereiche diesen Aufwand an einer