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Die Erfindung betrifft eine Antennenanlage zur Funkversorgung von Tunnels, insbesondere von Bahn- und Strassentunnels sowie Bergbaustollen, welche aus mindestens paarweise in Längsrichtung des Tunnels verlaufenden parallel geführten, isoliert gehalterten, elektrisch leitenden Drähten gebildet ist, die im Scheitelbereich des Tunnelquerschnittes mit horizontaler gemeinsamer Axialebene angeordnet und abschnittsweise zwischen isolierenden Abspannstützen mechanisch vorgespannt und durch isolierende Zwischenstützen parallel gehalten sind, wobei Abspannstützen und Zwischenstützen aus einem feuerfesten Isoliermaterial hergestellt sind.
Zur Funkversorgung von Strassentunnels werden Strahlungskabel eingesetzt, weil die Radiosignale die Tunnelwände nicht durchdringen können. Zu diesem Zweck sind verschiedene Systeme bekannt, die zum Abstrahlen oder Empfangen der HF-Signale strahlende Koaxialkabel verwenden.
Eine derartige Antennenanlage ist aus der GB-PS Nr. 641, 474 bekannt.
Weiters ist aus"PTT Technische Mitteilungen", Heft 10/ [1977], S. 436 ff. bekannt, dass die zur Funkversorgung von Strassentunnels verwendeten koaxialen Strahlungskabel sich durch die besondere Beschaffenheit ihres Aussenleiters von gewöhnlichen Koaxialkabeln unterscheiden müssen. Dabei besteht normalerweise der Aussenleiter eines solchen Strahlungskabels zur Verwendung in einem Autobahntunnel aus einem gelochten oder einem in der Kabellängsachse geschlitzten Kupfermantel. Im erwähnten Aufsatz sind die Resultate aus verschiedenen Versuchen zusammengestellt, woraus ersichtlich ist, dass ein Kabeltyp mit Wendelschlitz eine extrem grosse Längsdämpfung, ein anderer mit Geflecht eine vergleichsweise hohe Koppeldämpfung aufweist und deshalb unbrauchbar oder ungeeignet ist.
Auch ein weiterer Typ mit wendelförmig angeordneten Löchern wurde ausgeschieden, da er bei wesentlich höheren Herstellungskosten keine besseren Messwerte erbrachte.
Nachdem an einem Kabeltyp mit Längsschlitz, einem Kabeltyp mit Löchern in Längsachse und an einem Kabeltyp mit Schrägschlitzen noch weitere Einflüsse untersucht worden waren, wurde schliesslich der Kabeltyp mit Löchern in der Längsachse für eine serienmässige Herstellung gewählt.
Derartige Koaxialkabel bestehen aus einem metallischen Innendraht, der von einem dielektrischen Material isoliert ist, auf dessen zylindrischer Mantelfläche der Belag eines metallischen Aussenleiters aufliegt, der seinerseits von einem Isolier- und Schutzmaterial bedeckt ist. Dabei kann das dielektrische Material beispielsweise aus sogenanntem Schaum-Polyäthylen bestehen. Es gibt solche dielektrischen und Isolier- und Schutzmaterialien, die zwar schwer entflammbar sind, die jedoch bei den sehr hohen Temperaturen, die bei einem Brand in einem Tunnel auftreten können, brennbar sind und ausserdem relativ leicht schmelzen können, so dass die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen dem Aussenleiter und dem Innendraht keineswegs ausgeschlossen ist.
Solche Materialien sind daher nicht feuerfest und daher auch nicht funktionssicher im Hinblick auf die Verhältnisse in einem Tunnel im Falle eines Brandes. Gerade dann ist es aber wichtig, dass die Polizei Meldungen über die Funkversorgung des Strassentunnels an mobile Polizeieinheiten mit eigenem Funksystem und an mit Radioempfängern ausgerüstete Automobilisten über UKW übermitteln kann.
Zweck der Erfindung ist es, eine preisgünstige Antennenanlage zur Funkversorgung von Tunnels zu schaffen, die auch bei Brandausbruch funktionssicher bleiben.
Die erfindungsgemässe Antennenanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Drähte, die in an sich bekannter Weise eine innere Stahlseele und einen Kupfermantel aufweisen unter einer hohen mechanischen Vorspannung stehen und mit sehr geringem gegenseitigen Achsabstand, der etwa das Vierfache des Drahtdurchmessers beträgt, in den Zwischenstützen gehalten sind.
Eine solche Ausgestaltung der Antennenanlage hat den Vorteil, dass das Strahlungselement durch diese Wahl der Durchmesser der Drähte und deren Abstände voneinander eine ausreichende Strahlungscharakteristik aufweist und dabei keine brennbaren dielektrischen und isolierenden Materialien erforderlich sind und die Beanspruchung des Kupfermantels bei der Durchbiegung der Drähte geringer wird.
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gungsantenne, die an der Decke des Tunnels aufgehängt ist.
Die Funkversorgungsanlage nach Fig. 1 weist beispielsweise eine erste Aussenantenne-AI- auf, die ausserhalb eines Tunnels an einer empfangssicheren Stelle montiert ist und die über eine
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Eingangseinrichtung --ER--, eine Zentralstation--ZS--und einen ersten Verstärker --V1-- mit einer ersten Koppelschaltung --KS1-- verbunden ist, deren Ausgang über eine erste Zweidrahtleitung --ZL1-- der Länge Ll mit dem Eingang einer zweiten Koppelschaltung --KS2-- verbunden ist.
Der Ausgang dieser zweiten Koppelschaltung--KS2--kann direkt oder unterirdisch über einen in einem katastrophensicheren Raum gelagerten zweiten Verstärker --V2-- mit dem Eingang einer dritten Koppelschaltung--KS3--verbunden sein, deren Ausgang mit einer zweiten Zweidrahtleitung --ZL2-- der Länge L2 verbunden ist, an deren Ende eine Empfangseinrichtung --EE-- oder gegebenenfalls eine weitere Koppelschaltung --KS4-- angeschlossen ist. Die erwähnten Zweidrahtleitungen--ZL1 und Z12-bestehen aus zwei parallelen Drähten, deren innere Seele aus Stahl und deren äusserer Mantel aus Kupfer besteht. Ein beispielsweise auf dem Markt erhältlicher Draht weist einen Drahtquerschnitt mit 70% Stahl im Zentrum und 30% Kupfer am Rande desselben auf.
Es sind jedoch auch Drähte mit andern Materialien und/oder einer andern Zusammensetzung brauchbar.
Die parallelen Drähte --D1 und D2-- sind mittels Stützen-ST1, ST2....-aus einem feuerfesten Isoliermaterial an der Decke des Tunnels aufgehängt, wobei die Aufhängung derart vorgesehen ist, dass bei einer maximalen Temperatur von z. B. 350e der tiefste Punkt des Kabels einen vorgegebenen Abstand von der Tunneldecke nicht überschreitet. Diese in Abständen von beispielsweise 15 m angeordneten Stützen --ST1, ST2.... -- dienen zur Parallelhaltung und Befestigung der Drähte und können z. B. aus einem feuerfesten keramischen Material bestehen. Die Kabel sind vorgespannt, so dass sich zwischen zwei vorgegebenen Temperaturen eine nur minimale Abweichung durch Biegung infolge der Ausdehnung ergibt.
Solche Zweidrahtleitungs-Antennenabschnitte könnten ohne weiteres 1000 C Hitze während eines Brandes für die Dauer von 5 min sowie 250 C während 20 min ertragen. Im Falle eines Feuers kann die Durchbiegung der Kabeldrähte selbstverständlich einen relativ hohen Wert erreichen, was jedoch eine vollkommene Übertragung von Meldungen für die Automobilisten und Polizisten in den Polizeiwagen nicht verhindert. Über die Zen- tralstation --ZS-- können auch zwei beliebige Polizeiwagen, von denen sich der eine oder beide im Tunnel befinden, unter sich eine Funkverbindung aufrechterhalten.
Am Ausgang des Tunnels kann gegebenenfalls eine zweite Aussenantenne --A2-- vorhanden
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--NE-- mit- EE-nachgeschaltete Schaltung-NF-mit dem Ausgang der Koppelschaltung--KS4--oder dem Ausgang einer Koppelschaltung --KS-- (2n) verbunden, wenn eine Anzahl n von Zweidrahtleitungs-Antennenabschnitten--ZL1, ZL2.... ZLn- vorhanden ist. Über ein Mikrophon --M-- und einen Lautsprecher --LP-- im Gebäude der Zentralstation-ZS--kann die Polizei Meldungen mitteilen bzw. empfangen.
Fig. 2 zeigt eine Aufhängung in einem Tunnel, bei dem die Decke--DK--auf Querbal- ken-QB1, QB2....-liegt. Diese Querbalken können die Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen ungünstig beeinflussen. Um solche Störungen zu verhindern, kann die Antennenanlage zusätzlich einen oder mehrere geerdete Drähte --D3, D4-- parallel zu den beiden andern Drähten --D1, D2-- aufweisen, die auch unter einer Vorspannung montiert werden können. In Fig. 2 sind die aus einem feuerfesten Isoliermaterial bestehenden Stützen --ES1 und ES2-- dargestellt, wobei die Drähte --D1 und D2-- die Zweidrahtleitung bilden und die Drähte --D3 und D4-- im Sinne eines elektromagnetischen Gegengewichts geerdet sind.
Selbstverständlich sind die Drähte --D3 und D4-- nicht unbedingt notwendig, wenn keine Querbalken vorhanden sind. Es können beispielsweise Drähte mit 6 mm Durchmesser in einem Abstand von 23 mm verwendet, Stützen --ES1, ES2-- in Abständen von 15 m eingesetzt und Koppelschaltungen in Abständen von LI = L2 = 500 m montiert werden. Bei einem sehr kurzen Tunnel kann auch nur ein Antennenabschnitt ausreichen.
Schliesslich sei noch bemerkt, dass bei den geerdeten Drähten die Vorspannung und/oder die innere Stahlseele entfallen können, wenn sie direkt an der Tunneldecke bzw. an den Querbalken der Tunneldecke montiert werden.