DE102009032107A1

DE102009032107A1 - Faltbare logarithmisch-periodische Antenne

Info

Publication number: DE102009032107A1
Application number: DE102009032107A
Authority: DE
Inventors: Marc Harscher; Herbert Heidrich; Jörg LOGEMANN
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Hensoldt Sensors GmbH
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-03-24
Also published as: WO2011003389A1; EP2452398B1; US9007271B2; EP2452398A1; IL217075A; US20120133566A1; IL217075A0; ZA201108862B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine faltbare logarithmisch-periodische Antenne, umfassend eine Speiseleitung (1), ein oder mehrere Sendemittel (3) zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Signalen, ein oder mehrere Trägerelemente (2a, 2b) zur Halterung der Sendemittel (3), ein oder mehrere Mittel (4) zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel (3), wobei ein Sendemittel (3) mit einem Trägerelement (2a, 2b) und der Speiseleitung (1) verbunden ist und wobei ein Trägerelement (2a, 2b) mit der Speiseleitung (1) über eine Gelenkvorrichtung (7) verbunden ist, so dass die Antenne von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung und umgekehrt überführbar ist, wobei die ein oder mehreren Mittel (4) zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel (3) schlauchförmig und mit einem Innendruck beaufschlagbar ausgeführt sind und mit den Trägerelementen (2a, 2b) zur Halterung der Sendemittel (3) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Eine logarithmisch-periodische Antenne (Abk. LPDA für logarithmisch-periodische Dipol-Antenne, kurz auch als LogPed oder LogPer bezeichnet) ist eine Breitbandantenne, die aus einer Anzahl von Dipolen besteht, deren Länge und Abstand zur Strahlungsrichtung hin abnehmen. Der Aufbau einer LPDA ist grundsätzlich bekannt, z. B. aus EP 1 923 955 A1 .
LPDA werden unter anderem als Fernseh-Empfangsantennen, hier besonders DVBT, eingesetzt, da sie zugleich sowohl im Ultrakurzwellen- (VHF) als auch im Dezimeterwellen-Bereich (UHF) arbeiten können und so mit einer einzigen Antenne mehrere unterschiedliche Frequenzbereiche oder Kanäle empfangen werden können. Ebenso können bei der EMV-Messtechnik mit LPDA weite Frequenzbereiche gesendet oder empfangen werden. Weitere Einsatzgebiete sind die militärische und zivile Funkkommunikation sowie Entstörfahrzeuge zum Orten von Funkstörungen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet von LPDA ist der Einsatz als Störsender, so genannter Jammer. Hierbei sendet der Störsender, äquivalent zum zu störenden Sender, Energie in Form von elektromagnetischen Wellen aus, um die ursprünglichen Wellen des gegnerischen Senders zu überlagern und den Empfang des Receivers somit zu stören.
Der Einsatz eines Jammers erfordert im Einsatzfall eine schnelle Auf- und Abbauzeit. Dies bringt das Erfordernis mit sich, dass auch die LPDA innerhalb kurzer Zeit auf und wieder abgebaut werden muss, d. h. die LPDA muss von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung und umgekehrt gebracht werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine faltbare logarithmisch-periodische Antenne anzugeben, welche von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung bzw. umgekehrt überführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die faltbare logarithmisch-periodische Antenne mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße logarithmisch-periodische Antenne umfasst eine Speiseleitung, ein oder mehrere Sendemittel zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Signalen, ein oder mehrere Trägerelemente zur Halterung der Sendemittel, ein oder mehrere Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel. Die Sendemittel sind dabei mit einem Trägerelemente und der Speiseleitung verbunden. Ein Trägerelement wiederum ist mit der Speiseleitung über eine Gelenkvorrichtung verbunden, so dass die Antenne von einer Transportstellung in eine Betriebstellung und umgekehrt überführbar ist. Gemäß der Erfindung sind die ein oder mehreren Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel schlauchförmig und mit einem Innendruck beaufschlagbar ausgeführt. Darüber hinaus sind diese ein oder mehreren Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel mit den Trägerelementen zur Halterung der Sendemittel verbunden.
Werden die schlauchförmigen Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel mit einem Innendruck beaufschlagt, z. B. bis zu 50 bar, so versuchen diese den energetisch günstigsten Zustand einzunehmen. In diesem energetisch günstigsten Zustand befindet sich die LPDA dann im Betriebszustand. Wird der Innendruck reduziert, z. B. im Falle des Abbaus der Antenne, so wird dieser energetisch günstigste Zustand aufgegeben und die Antenne kann in eine Transportstellung gebracht werden.
Dadurch, dass die Trägerelemente mit den schlauchförmigen Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel verbunden sind, erfolgt die Überführung der Antenne von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung bei Beaufschlagung der schlauchförmigen Mittel mit Druck nahezu automatisch.
Die Beaufschlagung der schlauchförmigen Mittel mit einem Innendruck erfolgt nach einem Fachmann bekannten Möglichkeiten, z. B. mittels pneumatischer Öle oder Pressluft. Die schlauchförmigen Mittel können z. B. aus PU-Schlauch oder einem anderen einem Fachmann bekannten flexiblen und druckstabilen Material gefertigt sein.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Sendemittel als steife Sendeelemente oder biegsame Sendelitzen ausgeführt. Darüber hinaus sind die Sendemittel zweckmäßig aus einem korrosionsbeständigen leitfähigen Material, z. B. Edelstahl gefertigt.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Trägerelemente zur Halterung der Sendemittel als steife oder biegsame Trägerelemente ausgeführt. Zweckmäßig sind die Trägerelemente aus einem nichtleitendem Material, z. B. glasfaserverstärkten Kunststoffen gefertigt.
In einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind zwischen Trägerelement und Sendemittel und/oder zwischen Speiseleitung und Sendemittel ein oder mehrere zusätzliche Mittel zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel, z. B. ein oder mehrere Federelemente vorhanden. Dadurch wird gewährleistet, dass trotz z. B. aufgrund Temperaturschwankungen hervorgerufene Längenänderungen der Sendemittel eine gleichmäßige Zugspannung auf die Sendemittel wirkt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA im Betriebszustand dargestellt.
Bei diesem Antennenaufbau ist die Speiseleitung 1 an einem Ende über den Verbindungspunkt 7 mit den Trägerelementen 2a, 2b verbunden. Zwischen der Speiseleitung 1 und den Trägerelementen 2a, 2b sind Sendemittel 3 angeordnet.
Das Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel ist bei diesem Aufbau ringförmig ausgeführt. Im Betriebszustand, d. h. das Mittel 4 ist mit Druck beaufschlagt, nimmt das Mittel 4 den energetisch günstigsten Zustand ein, welcher in diesem Fall die Form eines Ringes entspricht.
Das Trägerelement 2a ist an den Verbindungspunkten 5a, 7 mit einem Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel verbunden. Das Trägerelement 2b ist an den Verbindungspunkten 5b, 7 mit einem Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel verbunden. An dem Verbindungspunkt 7 sind somit die beiden Trägerelemente 2a, 2b sowie die Speiseleitung 1 mit dem Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel verbunden. Dieser Verbindungspunkt 7 dient ferner als Gelenk zwischen der Speiseleitung 1 und den Trägerelemente 2a, 2b.
Die Trägerelemente 2a, 2b, die Speiseleitung 1 und die Sendemittel 3 können entweder als steife Elemente oder als biegsame Drähte ausgeführt sein. Bei der Verwendung von biegsamen Drähten lässt sich das Packmaß in der Transportstellung erheblich reduzieren. Außerdem bringt diese Variante Gewichtseinsparungen.
Die Trägerelemente 2a, 2b sind aus einem nichtleitenden Material gefertigt, z. B. glasfaserverstärkte Kunststoffe. Die Speiseleitung 1, auch als Boomrohr bezeichnet, ist eine Zweidrahtleitung oder eine Streifenleitung. Die Sendemittel 3 sind aus einem leitfähigem und korrosionsbeständigem Material, z. B. Edelstahl gefertigt. Die Ankopplung der Sendemittel 3 zwischen den Trägerelementen 2a, 2b und der Speiseleitung 1 um die in der Betriebsstellung der Antenne gewünschten Abstrahleigenschaften zu erreichen, erfolgt nach einem Fachmann bekannten Regeln, z. B. Kreuzprinzip, d. h. eine horizontale elektrische Verbindung mit wechselnder Zuordnung der Strahlerelemente (http://www.wikiweise.de/wiki/Logarithmisch-Periodische%20Dipolantenne).
Zur zusätzlichen Halterung der Speiseleitung 1 sind Abspannvorrichtung 2c, 2d vorhanden. Diese Abspannvorrichtungen 2c, 2d sind jeweils mit einem Ende über den Verbindungspunkt 9 mit der Speiseleitung 1 und mit dem anderen Ende über die Verbindungspunkt 5a bzw. 5b mit dem Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel verbunden. Dadurch wird der Antenne in der Betriebsstellung zusätzliche Stabilität gewährt.
Die Sendemittel 3 sind über Federelemente 6 mit den Trägerelementen 2a, 2b verbunden. Dadurch wird im Betriebszustand der Antenne eine zusätzliche Zugkraft auf die Sendemittel 3 erzeugt. Diese zusätzliche Zugkraft kompensiert z. B. Längenänderungen der Sendemittel 3, welche durch Temperaturschwankungen der Umgebung hervorgerufen werden.
Wie bereits oben beschrieben, nimmt das Mittel 4 im Betriebszustand den energetisch günstigsten Zustand ein. Dabei werden die Trägerelemente 2a, 2b zwischen den Verbindungspunkten 5b und 7 bzw. 5a und 7 gespannt. In dieser Position bringen die Trägerelemente 2a, 2b die an ihnen über den Verbindungspunkt 8 befestigten Sendemittel 3 in die für den Betriebszustand optimale Position.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA. Bei dieser Variante entspricht die Anordnung der Speiseleitung 1, der Sendemittel 3, der Trägerelemente 2a, 2b sowie der Federelemente 6 dem bereits in 1 Beschriebenen.
Jeweils ein Mittel 4 zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel ist am Verbindungspunkt 9 mit der Speiseleitung 1 und am Verbindungspunkt 5a bzw. 5b mit dem Trägerelement 2a bzw. 2b verbunden. Die Verbindung erfolgt über Verbindungselemente 10a, 10b, 10c, 10d, welche als steife Elemente ausgeführt sind.
Durch die Druckbeaufschlagung der Mittel 4 nehmen diese den energetisch günstigsten Zustand an. In diesem Fall sind die Mittel 4 derart ausgeführt, dass der energetisch günstigste Zustand einer Geraden entspricht. Bei der Überführung von einer Transportstellung in eine Betriebsstellung werden die Verbindungselemente 10a, 10b und 10c, 10d aufgerichtet, so dass die Sendemittel 3 zwischen der Speiseleitung 1 und den Trägerelemente 2a, 2b gespannt werden.
3 zeigt ein dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen faltbaren LPDA. Im oberen Teil der 3 ist die LPDA in einer Transportstellung und im unteren Teil in einer Betriebsstellung gezeigt.
Die in 3 verwendeten Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Gegenstände wie in 1 und 2.
Bei dieser Ausführungsform sind die Trägerelemente 2a, 2b jeweils in zwei Teilstücke 2a_1 und 2a_2 bzw. 2b_1 und 2b_2 aufgeteilt. Die jeweiligen Teilstücke eines Trägerelements 2a, 2b sind über ein Gelenk 22a bzw. 22b verbunden. Darüber hinaus sind die Trägerelemente 2a, 2b im Bereich dieses Gelenks 22a, 22b mit einem Mittel 4 verbunden. Das Mittel 4 ist dabei allerdings nicht mit dem Gelenk 22a, 22b verbunden.
Die beiden Trägerelemente 2a, 2b sind wie in 1 und 2 im als Gelenk dienendem Verbindungspunkt 7 miteinander und der Speiseleitung 1 verbunden. Zusätzlich sind die beide Trägerelemente 2a, 2b im Bereich des Verbindungspunkts 7 über ein Mittel 4 miteinander verbunden, wobei dieses Mittel 4 nicht mit dem Gelenk im Verbindungspunkt 7 verbunden ist.
Der Übersicht wegen sind die Sendemittel 3 zwischen Trägerelement 2a, 2b und der Speiseleitung nur im unteren Teilbild (Betriebsstellung) von 3 gezeigt.
Werden die Mittel 4 mit Druck beaufschlagt, so nehmen diese den für sie energetisch günstigsten Zustand ein. In 3 ist dieser energetisch günstigste Zustand im Bereich der Gelenke 22a und 22b nahezu eine Gerade. Im Bereich des Verbindungspunkts 7 nahezu ein Halbkreis. Im Bereich der Gelenke 22a, 22b führt die Streckung der Mittel 4 dazu, dass die Teilstücke 2a_2 bzw. 2b_2 umklappen und eine Verlängerung der Teilstücke 2a_1 und 2b_1 bilden.
Nach einem ähnlichen Prinzip kann die Speiseleitung 1 ebenfalls im ein oder mehrere Teilstücke aufgeteilt werden.
Im Bereich des Verbindungspunkts 7 führt die Druckbeaufschlagung des dort angeordneten Mittels 4 ebenfalls zu einer Streckung wobei die beiden Trägerelemente 2a, 2b voneinander weggeführt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass in der Betriebsstellung eine Zugspannung auf die Sendeelemente 3 einwirkt.
Selbstverständlich können wie in 1 und 2 zusätzlich Federelemente zwischen den Sendeelementen 3 und den Trägermittel 2a, 2b angeordnet werden.
Literatur

http://www.wikiweise.de/wiki/Logarithmisch-Periodische%20Dipolantenne

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1923955 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.wikiweise.de/wiki/Logarithmisch-Periodische%20Dipolantenne [0024]

Claims

Faltbare logarithmisch-periodische Antenne umfassend – eine Speiseleitung (1), – ein oder mehrere Sendemittel (3) zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Signalen, – ein oder mehrere Trägerelemente (2a, 2b) zur Halterung der Sendemittel (3), – ein oder mehrere Mittel (4) zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel (3), wobei ein Sendemittel (3) mit einem Trägerelemente (2a, 2b) und der Speiseleitung (1) verbunden ist und wobei ein Trägerelement (2a, 2b) mit der Speiseleitung (1) über eine Gelenkvorrichtung (7) verbunden ist, so dass die Antenne von einer Transportstellung in eine Betriebstellung und umgekehrt überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Mittel (4) zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel (3) schlauchförmig und mit einem Innendruck beaufschlagbar ausgeführt sind und mit den Trägerelementen (2a, 2b) zur Halterung der Sendemittel (3) verbunden sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendemittel (3) als steife Sendeelemente oder biegsame Sendelitzen ausgeführt sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendemittel (3) aus einem korrosionsbeständigen leitfähigen Material, z. B. Edelstahl gefertigt sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2a, 2b) als steife oder biegsame Trägerelemente ausgeführt sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2a, 2b) zur Halterung der Sendemittel (3) aus einem nichtleitendem Material, z. B. glasfaserverstärkten Kunststoffen gefertigt sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Trägerelement (2a, 2b) und Sendemittel (3) und/oder zwischen Speiseleitung (1) und Sendemittel (3) ein oder mehrere zusätzliche Mittel (6) zur Herstellung einer Zugspannung auf die Sendemittel (3), z. B. ein oder mehrere Federelemente vorhanden sind.
Faltbare logarithmisch-periodische Antenne gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitung (1) eine Zweidrahtleitung oder eine Streifenleitung ist.