DD140097A1 - Kontrolleinrichtung zur ueberwachung der funktionsfaehigkeit von sendeantennen - Google Patents

Abstract

Sendeantennenanlagen, die aus mehreren gespeisten Strahlerelementen bestehen, insbesondere für Hörrundfunk- und < Fernsehsender im VHF- und UHF-Bereich sind hinsichtlich der Funktionsfähigkeit der Antennenanlage während des laufenden Betriebes zu überwachen. Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, Kontrollspannungen während des laufenden Betriebes zu gewinnen, die ein Kriterium für die ordnungsgemäße Funktion der Antennenanlage sind, indem an jedem Strahlerelement Sonden, insbesondere Richtkoppler für die hinlaufende Welle angebracht sind, die eine Spannung liefern, die proportional der Wurzel aus der abgestrahlten Leistung ist und eine Information darüber liefert, ob das Antennenelement ordnungsgemäß arbeitet. Die Kontrollspannungen der einzelnen Felder sind so miteinander verknüpfbar, daß eine Störungsmeldung ausgelöst wird, wenn auch nur eine der Kontrollspannungen eine vorgegebene Toleranz überschreitet.

Description

a) Titel der Erfindung , ' .

Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Punktionsfähigkeit von Sendeantennen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Sendeantennen, die aus mehreren gespeisten Strahierelementen bestehen, insbesondere für Hörrundfunk- und Fernsehsender im VHF-und UHF-Bereich.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Sendeantennen bestehen oft aus mehreren gespeisten Strahlerelementen, die über Hochfrequenzleitungen miteinander verbunden sind. Je nach der geforderten Strahlungscharakteristik der Antenne werden die Strahlerelemente mit unterschiedlichem! Amplituden und Phasen gespeist. Von besonderer Bedeutung ist insbesondere bei Sendeantennen im VHF- und UHF-Bereich der Fall, daß alle Strahlerelemente mit gleicher Leistung, aber unterschiedlicher Phase gespeist werden. Die einzelnen Strahlerelemente sind dabei über Hochfrequenzkabel unterschiedlicher Länge mit Verteilern verbunden, die die Leistung des Senders gleichmäßig auf die Strahlerelemente verteilen.

Im Laufe der Zeit können Fehler in der Speisung der einzelnen Strahlerelemente durch schlechte Kontaktgabe in den Strahlerelementen selbst oder in den verwendeten Hochfrequenz-Steckverbindungen auftreten. Die Ursache dafür können z.B. Montagefehler, Korrosionserscheinungen oder Beschädigungen durch mechanische Schwingungen der Antenne sein. Derartige Fehler können

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dazu führen, daß die Strahlerelemente mit von den projektierten Werten abweichenden Amplituden und Phasen gespeist werden, wodurch sich Veränderungen in der Strahlungscharakteristik der Antenne ergeben, die zu Empfangsstörungen im Versorgungsgebiet der Sendeanlage führen können.

Bei hohen Senderleistungen können aber auch an den mangelhaften Kontaktstellen durch Übergangswiderstände oder Bildung von lichtbogen so hohe Temperaturen entstehen, daß Teile des Speiseeystems beschädigt werden. Dadurch können auf den Speisekabeln stehende Wellen entstehen, die zu einer örtlichen Überlastung der Kabel und damit zu einer Zerstörung der kompletten Antenne führen können.

Kontrollen und Messungen mit bekannten Meßgeräten an der abgeschalteten Antenne, sind nicht nur auf v/endiger, sondern wegen langer Betriebszeiten und oft nur zeitweise auftretenden Störungen zu unwirksam*·

Es ist bekannt, am Senderausgang eine Schutzschaltung, z.B. in Form einer Reflektometeranordnung, vorzusehen, die den Reflexionsfaktor am Eingang des Hochfrequenzspeisekabels zur Antenne mißt. Wird ein bestimmter Grenzwert des Reflexionsfaktors überschritten, dann wird z.B. der Sender automatisch abgeschaltet. In der Praxis beeinflussen die üblicherweise in Antennen auftretenden Fehler den Reflexionsfaktor am Eingang der Antenne bzw. des Speisekabels jedoch nur unwesentlich. Der Reflexionsfaktor am Eingang der Antenne bzw. des HF-Energiekabels ist daher nicht geeignet, Fehler in der Speisung einzelner Strahlerelemente zu erkennen. Obgleich derartige Schutzeinrichtungen vorhanden waren, sind des öfteren an UKW- und FS-Sendeantennen Havarien mit großen Schaden aufgetreten.

d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Mangel des Standes der Technik zu vermeiden und die Funktionsfähigkeit der Antennenanlage während des laufenden Betriebes zu überwachen, um Fehler rechtzeitig feststellen zu können und dadurch die Zuverlässigkeit der gesamten Sendeanlage zu erhöhen.

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β) Darlegung des Wesens der Erfindung

Auegehend von dieser Zielstellung sind die Ursachen der festgestellten Mängel darin zu sehen, daß Reflektometermessungen am Senderausgang zu unempfindlich auf die meisten Fehlermöglichkeiten an Sendeantennen mit mehreren Strahlern sind und Messungen an den Strahlern mit bekannten Meßgeräten aus Arbeitsschutzgründen unterbleiben müssen und keine eindeutigen Auseagen ergeben könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein empfindliches, eindeutiges Kontrollkriterium für die ordnungsgemäße Punktion der Antennenanlage zu gewinnen, das während der Betriebszeit der Anlage ständig zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kontrolleinrichtung gelöst, bei der Jedem Strahlerelement eine Sonde, insbesondere ein Richtkoppler für die hinlaufende Welle, zugeordnet ist, die eine der Strahlungsleistung annähernd proportionale Hochfrequenzspannung auskoppelt, bei der weiterhin jeder Sonde gleichrichtende Mittel zur Erzeugung von Kontrollspannungen nachgeschaltet sind und bei der erforderlichenfalls über Spannungsteiler, eine abtastende, vergleichende und/oder verknüpfende Schaltung zur Bildung eines Kontrollkriteriums mit allen Kontrollspannungen verbunden ist. Es steht damit für jedes Strahlerelement eine Spannung zur Verfügung, die Auskunft darüber gibt, ob von dem Strahlerelement die vorgesehene Leistung auch tatsächlich abgestrahlt wird. Irgendwelche Fehler, die z.B. auf mangelhafte Kontaktgabe zurückzuführen sind, führen zu einer Vermin derung der abgestrählten Leistung und werden infolge Verminderung der Kontro11spannung erkannt. Gleichzeitig verändern sich die abgestrahlten Leistungen der nicht gestörten Strahlerelemente und damit auch die entsprechenden Kontrollspannungen. Die einzelnen Kontrollspannungen sind so miteinander verknüpft, daß eine Störungsmeldung ausgelöst wird und der Sender automatisch abgeschaltet wird, wenn auch nur eine der Kontrollspannungen eine vorbestimmte Toleranz überschreitet.

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f.) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausfuhrungsbeispiel und einer Zeichnung näher erläutert werden.

Die Antennenanlage soll aus insgesamt 8 Strahlerelementen 1 bestehen, von denen jeweils vier Elemente in einer Ebene derart angeordnet sind, daß sich ein horizontales Rundstrahldiagramm ergibt. Zwei derartige Ebenen sind übereinander angeordnet. Die Strahlerelemente 1 sind über koaxiale HP-Kabel 2 mit Hilfe je eines Verteilers 3 parallel geschaltet. Beide Ebenen sind über die HF-Kabel 4 &it dem Verteiler 5 verbunden. Die vom Sender 6 über das HP-Kabel 8 gelieferte Energie wird somit gleichmäßig auf die einzelnen Strahlerelemente aufgeteilt.

Am Ausgang des Senders 6 befindet sich eine bekannte Schutzschaltung 7, die den Reflexionsfaktor am Eingang des HF-Energiekabels 8 mißt und bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes z.B. den Sender automatisch abschaltet.

Am Eingang eines jeden Strahlerelementes 1 befinden sich Sonden 9, die vorzugsweise als Richtkoppler ausgeführt sind und eine der Wurzel aus der abgestrahlten Leistung proportionale HF-Spannung liefern. Diese Spannungen werden gleichgerichtet und können z.B. im Kontrollraum des Senders angezeigt werden. Liegt auch nur ein Wert außerhalb einer vorgegebenen Toleranz, dann kann Alarm ausgelöst oder der Sender automatisch abgeschaltet werden. Die einzelnen Kontrollspannungen können auch über an sich bekannte Arten von logischen Schaltkreisen so miteinander verknüpft werden, daß eine einzige resultierende Kontrollspannung entsteht, die für die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Antennenanlage ausreicht.

Tritt z.B. ein Fehler innerhalb einer Antennenebene auf, dann ändern sich die Kontrollspannungen und es wird eine Störungsmeldung ausgelöst, lange bevor die bekannte Senderschutzschaltung 7 anspricht.

Claims (1)

1. 9 3 2 d 5

   Erfindungsanspruch:

   Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Punktionsfähigkeit von Sendeantennen, die aus mehreren gespeisten Strahlerelementen bestehen, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Strahlerelement eine Sonde, insbesondere ein Richtkoppler für die hinlaufende Welle, zugeordnet ist, die eine der Strahlungsleistung annähernd proportionale Hochfrequenzspannung auskoppelt, daß jeder Sonde gleichrichtende Mittel zur Erzeugung von Kontrollspannungen nachgeschaltet sind und daß, erforderlichenfalls über Spannungsteiler, eine abtastende, vergleichende und/oder verknüpfende Schaltung zur Bildung eines Kontrollkriteriums mit allen Kontrollspannungen verbunden ist,

   Hierzu 1 Seite Zeichnung