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Die
Erfindung betrifft eine Antenne mit zumindest einem Dipol oder einer
dipolähnlichen
Strahleranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Dipolstrahler
sind beispielsweise aus den Vorveröffentlichungen
DE 197 22 742 A sowie der
DE 196 27 015 A bekannt
geworden. Die Dipolstrahler können
dabei eine übliche
Dipolstruktur aufweisen oder beispielsweise aus einer Kreuzdipolanordnung oder
einem Dipolquadrat etc. bestehen. Ein sogenannter Vektor-Kreuzdipol
ist z. B. aus der Vorveröffentlichung
WO 00/39894 bekannt. Die Struktur scheint vergleichbar einem Dipolquadrat
zu sein. Aufgrund der spezifischen Ausbildung des Dipolstrahlers
gemäß dieser
Vorveröffentlichung
wird jedoch in elektrischer Hinsicht letztlich eine Kreuzdipol-Struktur
geschaffen, so dass das so gebildete Antennenelement in zwei senkrecht
zueinander ausgerichteten Polarisationen strahlen und empfangen kann.
All diese Vorveröffentlichungen
sowie die dem Durchschnittsfachmann hinlänglich bekannten sonstigen
Dipolstrukturen werden insoweit auch zum Inhalt der vorliegenden
Anmeldung gemacht.
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Während bisher
alle Generationen von Dipolstrahlern oder dipolähnlichen Strahlern so auf dem
Reflektor positioniert wurden, dass sie elektrisch, d. h. galvanisch
mit dem Reflektor verbunden sind, wurde bereits in einer nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung
vorgeschlagen, ein derartiges Strahlerelement kapazitiv am Reflektorblech
anzukoppeln. Unter Zwischenschaltung z. B. eines nicht leitenden
Elementes, insbesondere Dielektrikums oder unter Ausbildung eines
nicht leitenden Berührungsabschnittes
am Strahler oder dessen Trägereinrichtung,
an dem der Strahler am Reflektorblech aufgesetzt wird, lässt sich
dadurch eine in elektrischer Hinsicht eindeutig reproduzierbare
Positionierung des Strahlers auf dem Reflektor realisieren, da die
nach dem Stand der Technik unter Umständen auftretenden Intermodulations-Probleme
vermieden werden. Denn bei einer mechanischen Befestigung von Dipol
oder dipolähnlichen
Strahlerelementen auf dem Reflektorblech nach dem Stand der Technik wurden
diese üblicherweise
mittels Schrauben oder sonstiger Verbindungsmechanismen auf dem
Reflektorblech angebracht, wodurch sich je nach Montagegenauigkeit
unterschiedliche Kontaktverhältnisse einstellten,
mit der Folge, dass Intermodulations-Probleme auftreten konnten,
die sich unterschiedlich äußerten.
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Dabei
muss auch berücksichtigt
werden, dass in der Mehrzahl aller Fälle die Dipole oder dipolähnlichen
Strahler auf dem Reflektorblech aufgesetzt und von der Reflektorrückseite
her durch Eindrehen einer oder mehrerer Schrauben befestigt werden.
Lässt aber
beispielsweise auch aufgrund von Wärmeeinflüssen der Anpressdruck nach,
so verändern
sich die Kontaktverhältnisse,
wodurch die Performance eines derartigen Antennenelementes signifikant
nachlässt.
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Gemäß der vorstehend
genannten nicht vorveröffentlichten
Anmeldung wird unter Vermeidung eines elektrisch-galvanischen Kontaktes
unter Verwirklichung einer kapazitiven Koppelung zudem der weitere
Vorteil realisiert, dass zwischen dem Dipol und dem Reflektor kein
Spannungspotential auftreten kann. Denn durch die unterschiedlich
gewählten Materialien
für einen
Dipolstrahler oder die Trägereinrichtung
für einen
Dipolstrahler und das Material des Reflektors tritt herkömmlicherweise
ansonsten eine elektrochemische Spannung auf, die zu Kontaktkorrosion
führen
kann. Da dies erfindungsgemäß vermieden
wird, ergibt sich auch eine größere Auswahlmöglichkeit
der zu verwendenden Materialien für den Dipol und/oder den Reflektor.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines sogenannten Vektor-Dipols
beschrieben worden, der von seinem grundsätzlichen Aufbau her aus der
WO 00/39894 bekannt ist, auf deren Offenbarungsgehalt in vollem
Umfang Bezug genommen wird. Die Erfindung lässt sich aber bei allen Dipolen
realisieren, beispielsweise auch bei kreuzförmigen Dipolen oder einfachen
Dipolen, wie sie beispielsweise aus der
DE 197 22 742 A1 , der
DE 198 23 749 A1 ,
der
DE 101 50 150
A1 oder beispielsweise der
US
5 710 569 bekannt sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine nochmals verbesserte Antenne
mit einer kapazitiven Koppelung zwischen dem Strahler bzw. seiner Trägereinrichtung
und einem zugeordneten leitenden Reflektor oder einer leitenden
Reflektoroberfläche
zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend
den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird eine deutliche Verbesserung gegenüber allen
herkömmlichen,
nach dem Stand der Technik bekannten Antennen geschaffen. Dabei
stellt die vorliegende Erfindung eine nochmalige weitergehende Verbesserung auch
gegenüber
der vorstehend genannten nicht vorveröffentlichten Lösung dar,
gemäß der bereits
eine kapazitive Koppelung der Antenne am Reflektor vorgesehen war.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr
ein sich stabförmig
vom Reflektor erhebendes elektrisch leitfähiges Kopplungselement vorgesehen,
welches mit dem Reflektorblech bevorzugt elektrisch-galvanisch verbunden
ist. Hierauf aufsetzbar ist die eigentliche Strahlereinrichtung,
in der Regel die den dipolförmigen
Strahler oder die dipolförmige
Strahlerstruktur tragende Trägereinrichtung,
die eine axiale Ausnehmung aufweist, mit welcher die Trägereinrichtung
auf das stabförmige
Koppelelement aufgesetzt werden kann. Obgleich das stabförmige Koppelelement
in die axiale Ausnehmung der Trägereinrichtung
eintaucht und in der Regel koaxial in der axialen Ausnehmung der
Trägereinrichtung
zu liegen kommt, ist das stabförmige
Koppelelement von der leitfähigen Trägereinrichtung
elektrisch-galvanisch ge trennt. Dadurch wird unter anderem eine
kapazitive und/oder gegebenenfalls eine induktive Außenleiterkopplung
zwischen dem Reflektor und dem bevorzugt mit dem Reflektor elektrisch-galvanisch
verbundenen Koppelement zum einen und dem elektrisch leitfähigen Teil
der Trägereinrichtung
realisiert.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist dabei das elektrisch leitfähige
stabförmige
Koppelelement als Rohrkörper
ausgebildet, der auf dem Reflektorblech angelötet, angeschweißt oder
in sonstiger Weise befestigt sein kann. Dann wird lediglich eine
als Isolator wirkende hohlzylinderförmige Hülse oder ein sonstiger gezeigter
Abstandshalter auf das stabförmige
Koppelelement aufgeschoben, wobei vorzugsweise am untere Ende dieser
als Dielektrikum wirkenden Hülse
ein Flansch ausgebildet ist, bis zu dem die leitfähige Trägereinrichtung
der Strahlerstruktur aufgeschoben werden kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann aber als Dielektrikum auch
Luft verwendet werden. Dazu muss lediglich gewährleistet sein, dass durch gewisse
Abstandshalter die aufgesetzte elektrisch leitfähige Trägereinrichtung nicht in elektrisch-galvanischen
Kontakt mit dem Reflektor und/oder dem mit dem Reflektor elektrisch
verbundenen stabförmigen Koppelelement
kommt.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
die elektrische Trägereinrichtung
selbst aus nicht leitfähigem Material,
beispielsweise Kunststoff auszubilden und nur an der Außenseite
mit einer elektrisch leitfähigen Überschicht
zu überziehen.
Dann kann die Trägereinrichtung
im Passsitz oder mit vorzugsweise geringem Spiel auf das elektrisch leitfähige stabförmige Koppelelement
aufgesetzt werden, wobei durch die Länge der stabförmigen Koppelelemente
auch sichergestellt sein kann, dass das stirnseitige untere Ende
der Trägereinrichtung
benachbart zum Reflektor mit diesem nicht in Kontakt treten kann
und/oder hier ebenfalls eine isolierende Schicht ausgebildet oder
vorgesehen oder die Stirnwand der Trägereinrichtung nicht mit einer
elektrischen Außenschicht
an dieser Stelle versehen ist.
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Wie
erwähnt
ist das stabförmige
Koppelelement bevorzugt hohl oder hohlzylinderförmig gestaltet. Dazu axial
fluchtend ist im Reflektor eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen.
Diese eröffnet
die Möglichkeit,
auf der Reflektorrückseite
den Außenleiter
eines Koaxialkabels zur Speisung der Strahleranordnung am Reflektorblech
und/oder an dem gegebenenfalls auch auf die Unterseite überstehenden Rohransatz
des elektrisch leitfähigen
stabförmigen Koppelelementes
anzuschließen
(in der Regel elektrisch-galvanisch anzubinden, beispielsweise durch löten), und
davon elektrisch getrennt den Innenleiter koaxial durch das stabförmige Koppelelement
nach oben hin hindurchzuführen,
um dort den Innenleiter in geeigneter Weise anzuschließen, d.
h. in der Regel mit der gegenüberliegenden
Dipolhälfte
elektrisch zu verbinden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann für den Innenleiter in dem stabförmigen Koppelelement ein
dort fest integriertes elektrisches stabförmiges Element vorgesehen sein,
so dass der Innenleiter unten liegend angeschlossen wird. Der Innenleiter
kann aber auch direkt als verlängerter
kabelförmiger
Innenleiter durch das stabförmige
Element bevorzugt unter Zwischenschaltung eines Isolators nach oben verlegt
sein.
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Möglich ist
es aber auch, einen Innenleiter insgesamt durch das stabförmige Element
hindurch zu verlegen und den Außenleiter
oben liegend an dem stabförmigen
Element anzuschließen
und davon getrennt den Innenleiter zu der in der Regel gegenüberliegenden
Dipolhälfte
verlängert
auszuführen
oder in unmittelbarer räumlicher
Nähe zur
elektrischen Kontaktierung des Außenleiters mit einem elektrischen
Verbindungsbügel
elektrisch zu kontaktieren, der eine Verbindung zur gegenüberliegenden Dipolhälfte herstellt.
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Grundsätzlich ist
aber auch eine Umkehrung des Kopplungsprinzips möglich. Das Koppelelement kann
nämlich
als äußerer Topfteil
gebildet sein, der mit dem Reflektor galvanisch verbunden ist. Hierin wird
im Inneren durch einen Isolator, durch Luft oder durch sonstige
geeignete Weise der Trägerabschnitt des
Dipols positioniert, um die primär
als kapazitive Außenleiterkopplung
bezeichnete Kopplung zu realisieren.
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Weitere
vielfältige,
teilweise in der Beschreibung noch im Detail erörterte Abwandlungen sind möglich.
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Schließlich ist
es ebenso in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung möglich, die
Innenleiterkontaktierung ebenfalls kapazitiv zu gestalten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigen im einzelnen:
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1 eine
schematische perspektivische Darstellung eines einspaltigen Antennenarrays
mit drei vertikal übereinander
angeordneten dualpolarisierten Strahlern;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung eines einzelnen in 1 verwendeten Strahlers
vor einem Reflektor;
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2a eine
Seitenansicht auf die Strahleranordnung gemäß 2;
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2b eine
schematische Draufsicht auf die dualpolarisierte Dipolstrahleranordnung
nach 2;
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3 eine
schematische rückwärtige Ansicht
auf den Reflektor, und zwar auf die Stelle, an der an der gegenüberliegenden
Seite ein Strahler gemäß 1 montiert
ist;
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4 eine
schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen Strahler
gemäß 2 gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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4a ein
abgewandeltes Ausführungsbeispiel
mit einer elektrisch-galvanischen Innenleiterverbindung zu einer
Dipolhälfte;
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5 eine
schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen Strahler
gemäß 2 gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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6 eine
schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen Strahler
gemäß 2 gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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7 eine
schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen Strahler
gemäß 2 gemäß einer
vierten Ausführungsform;
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8 eine
schematische Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispieles
eines Dipolstrahlers;
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9 eine
schematische Draufsicht auf einen in lediglich einer Polarisationsebene
strahlenden Dipol gemäß 8,
der gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer vor allem kapazitiven und/oder induktiven Außenleiterkopplung
angeschlossen ist; und
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10 ein
zu den 4 und 5 abgewandeltes Ausführungsbeispiel
im Sinne einer Umkehrung des erfindungsgemäßen Kopplungsprinzipes, bei
welchem das Koppelelement topfförmig
gestaltet ist und im Inneren der darin eingeführten Träger eine Strahlereinrichtung
unter Erzeugung einer vor allem kapazitiven und/oder induktiven
Außenleiterkopplung
positioniert ist.
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In 1 ist
eine Antennenanordnung 1 in schematischer Wiedergabe mit
einem Reflektor oder Reflektorblech 3 gezeigt. Der Reflektor 3 z.
B. nach Art eines Reflektorbleches kann bevorzugt an seinen beiden
gegenüberliegenden
Längsseiten 5 oder
davon weiter nach innen versetzt mit einer Reflektorbegrenzung 3' versehen sein,
die beispielsweise senkrecht zur Ebene des Reflektorbleches 3 oder
aber auch in einem von einem rechten Winkel abweichenden, schräg verlaufenden
Winkel ausgerichtet sein kann.
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Üblicherweise
sind auf einem derartigen Reflektorblech
3 in Vertikalrichtung
versetzt zueinander mehrere Dipole oder dipolähnliche Strahler angeordnet.
Der Strahler oder die Strahleranordnungen
11 können aus
Single-Band-Strahlern, Dual-Band-Strahlern, Trippel-Band-Strahlern
oder allgemein aus Mehrband-Strahlern oder dergleichen bestehen.
Bei der heutigen Antennengeneration werden bevorzugt Dual-Band-Strahler
oder sogar Trippel-Band-Strahler verwendet, die zudem in zwei orthogonal
aufeinander ausgerichteten Polarisationen senden und/oder empfangen
können,
und die dabei bevorzugt in einem ±45° Winkel gegenüber der
Horizontalen bzw. Vertikalen ausgerichtet sind. Es wird dabei insbesondere
auf die Vorveröffentlichungen
DE 197 22 742 A sowie
DE 196 27 015 A verwiesen, die
unterschiedliche Antennen mit verschiedensten Strahleranordnungen
zeigen und beschreiben. All diese Strahler und Strahlerelemente
sowie Abwandlungen hiervon können
im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet und eingesetzt werden.
Von daher können
also auch Strahler mit echter Dipolstruktur, nach Art eines Kreuzdipols,
eines Dipolquadrates oder nach Art seines sogenannten Vektordipols
verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der WO 00/39894 bekannt
sind. All diese Strahlertypen und Abänderungen werden unter Bezugnahme
auf die vorstehend genannten Vorveröffentlichungen zum Inhalt dieser
Anmeldung gemacht.
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In
den 2 und 3 ist im größeren Detail in unterschiedlichen
Darstellungen eine erste erfindungsgemäße Strahleranordnung 11 auf
einem Reflektor 3 gezeigt. Die Strahleranordnung 11 weist dabei
vom Prinzip her einen Aufbau auf, wie er aus der WO 00/39894 bekannt
und dort ausführlich
beschrieben ist. Es wird von daher auf den Offenbarungsgehalt der
vorstehenden Veröffentlichung
in vollem Umfange verwiesen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.
Daraus ist bekannt, dass die Strahleranordnung 11 gemäß den Ausführungsbeispielen
nach 1 bis 3 in schematischer Draufsicht
zwar wie ein Dipolquadrat gestaltet ist, aufgrund der spezifischen
Ausbildung jedoch in elektrischer Hinsicht wie ein Kreuzdipol sendet
und empfängt.
In 1 sind dabei bezüglich einer Strahleranordnung 11 die
beiden Polarisationsrichtungen 12a und 12b eingezeichnet,
die senkrecht zueinander stehen und durch die diagonale, durch die
in Draufsicht eher quadratisch gebildete Strahleranordnung 11 gebildet
ist. Die jeweils um 180° gegenüberliegende
Strukturen gemäß der Strahleranordnung 11 wirken
insoweit als Dipolhälften
zweier kreuzförmig
angeordneter Dipole.
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Eine
so gebildete dipolförmige
Strahleranordnung 11 ist über eine zugehörige Trägereinrichtung
oder Träger 15 auf
dem Reflektor 3 gehalten und montiert. Die in diesem Ausführungsbeispiel
vier Dipolhälften 13 (die
kreuzförmig
zueinander liegend angeordnet sind) und die zugehörige Trägereinrichtung 15 bestehen
dabei aus elektrisch leitfähigem
Material, in der Regel Metall bzw. einer entsprechenden Metalllegierung.
Die Dipolhälften
oder die zugehörige Trägereinrichtung
oder Teile davon können
aber auch aus einem nicht-leitfähigen
Material, beispielsweise Kunststoff bestehen, wobei dann die entsprechenden
Teile mit einer leitfähigen
Schicht überzogen
und/oder beschichtet sein können.
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In
der perspektivischen Darstellung gemäß 2 ist auch
zu ersehen, dass der in elektrischer Hinsicht kreuzförmige Strahler
einen im Horizontalquerschnitt annähernd quadratischen Träger oder eine
quadratische Trägereinrichtung 15 aufweist,
die mit von oben nach unten, im gezeigten Ausführungsbeispiel kurz vor dem
Reflektor endenden Schlitzen 15d versehen ist. Diese Schlitze 15d fluchten
mit den Schlitzen 11a, die jeweils zwei benachbarte Dipolhälften zweier
senkrecht aufeinanderstehender Polarisationen voneinander trennen.
Durch die Schlitze 15d in der Trägereinrichtung 15 wird
so jeweils die zugehörige
Symmetrierung 15e der betreffenden Dipolstruktur gebildet.
Die Länge
der Schlitze und damit die Länge
der dadurch gebildeten Symmetrierung kann variieren, wobei ein Wert
um γ/4 für eine betreffende
Frequenz häufig
geeignet ist.
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Um
nunmehr eine kapazitive und/oder induktive Ankopplung auf dem Reflektorblech 3 zu
gewährleisten,
also eine elektrisch berührungslose
Verbindung zu schaffen, ist auf dem Reflektor 3 ein stabförmiges Koppelelement 21 befestigt
(4 bis 7), d. h. im gezeigten Ausführungsbeispiel
unter Herstellung einer elektrisch-galvanischen Verbindung mit dem
Reflektor 3. Sowohl der Reflektor als auch das stabförmige Koppelelement
können
aus nicht-leitfähigem
Material bestehen. In diesem Fall sind die entsprechenden Teile
mit einer leitfähigen
Schicht überzogen.
Dabei muss gewährleistet
sein, dass die elektrisch leitfähige
Schicht des Koppelelementes und die entsprechende leitfähige Schicht
auf dem Reflektor elektrisch leitend verbunden sind. Sofern der
Reflektor insgesamt leitfähig
ist, muss die entsprechende leitfähige Schicht des Koppelelementes
mit dem Reflektor insgesamt elektrisch leitend verbunden sein.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das stabförmige
Kop pelelement 21 rohr- oder zylinderförmig gestaltet und dabei durch
eine mit diesem stabförmigen
Koppelelement 21 fluchtende Bohrung 23 von der
Rückseite 3a des
Reflektors eingeschoben, bis ein entsprechender Stufenabsatz 21a des
hohlzylinderförmigen
Koppelelementes 21 auf der rückwärtigen Seite des Reflektors 3 anschlägt. Mit
andere Worten ist der Außenumfang
des Abschnittes 21b des Koppelelementes 21 unterhalb
des Stufenabsatzes 21a breiter als die Bohrung 23,
so dass das zylinderförmige
Koppelelement 21 nur soweit in die Bohrung 23 eingeschoben
werden kann, bis der erwähnte
Stufenabsatz 21a am Reflektor rückseitig anschlägt. In dieser
Position wird das Koppelelement 21 bevorzugt durch löten elektrisch-galvanisch
mit dem bevorzugt aus einem Reflektorblech bestehenden Reflektor 3 verbunden.
Auf dieses stabförmige
Koppelelement 21 ist dann ein hohlzylinderförmiger Isolator 25 aufgesteckt,
wobei der Innendurchmesser und der Innenquerschnitt des Isolators 25 an
den Außenquerschnitt
und die Außenform
des stabförmigen Koppelelements 21 bevorzugt
angepasst ist. Bei einem hohlzylinderförmigen Koppelelement 21 ist
mit anderen Worten auch der Isolator hohlzylinderförmig gestaltet
und sitzt mehr oder weniger zumindest fast spielfrei oder nur mit
wenigem Spiel auf dem Koppelelement 21.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der hohlzylinderförmige
Isolator 25 unten liegend, also benachbart zum Reflektor 3 mit
einem umlaufenden Rand oder Flansch 25a versehen, worüber der
Isolator 25 auf der Front- oder Vorderseite 3b des
Reflektors aufliegt.
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Nunmehr
muss lediglich die Strahlerstruktur mit ihrer Trägereinrichtung 15,
in deren Innerem eine Axialbohrung 15a eingebracht ist,
auf den mit einer axialen Innenaus nehmung versehenen Isolator 25 aufgesteckt
werden. Dabei ist der Innendurchmesser und die Innenquerschnittsform
der Axialbohrung 15a wiederum an die Außenabmessung und die horizontale
Querschnittsform des Isolators 25 angepasst, so dass auch
die Trägereinrichtung
zumindest näherungsweise
spielfrei oder nur mit geringem Spiel auf den Isolator 25 aufgesteckt
werden kann.
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Bevorzugt
wird dabei die Trägereinrichtung mit
ihrer Axialbohrung 15a so weit auf den Isolator 25 aufgeschoben,
bis die Trägereinrichtung 15 mit
ihrer dem Reflektor 3 zugrunde liegenden unteren Stirnseite 15b nunmehr
auf dem zum Isolator 25 gehörenden nicht-leitenden Rand
oder Flansch 25a aufliegt. Daraus ist also ersichtlich,
dass für
die Befestigung und Montage der Strahleranordnung 11 ein
Lötvorgang
zur Befestigung der Trägereinrichtung
auf dem Reflektor 3 nicht notwendig ist.
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Ebenso
könnten
die axialen Längenverhältnisse
so sein, dass beim Aufsetzen des Strahlers dessen Trägereinrichtung 15 soweit
auf den Isolator 25 aufgeschoben wird, bis die vom Reflektor 3 abgewandt
liegende obere Stirnseite 25b an einem entsprechenden oberen,
dem Reflektor 3 zugewandt liegenden Anschlag 15c der
Strahleranordnung bzw. der zugehörigen
Trägereinrichtung
anschlägt,
und zwar so, dass die untere Stirnseite 15b der Trägereinrichtung 15 im
zumindest geringem Abstand vor dem Reflektor 3 endet und
dort den Reflektor 3 nicht kontaktieren kann.
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Schließlich ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel
auch noch ein die Trägereinrichtung 15 der Strahlereinrichtung 11 umgebender
auf dem Reflektor angebrachter Zentrier- oder Fixiersockel 22 vorgesehen,
der ebenfalls die Trägerein richtung
in der gewünschten
Fixierlage hält.
Dazu ist der Sockel 22 mit einer entsprechenden inneren
Aufnahme versehen sowie einem Auflageabschnitt 22a, so
dass die aufgesetzte in der Regel leitende Trägereinrichtung 15 der
Strahleranordnung 11 nicht elektrisch-galvanisch in Kontakt
mit dem Reflektor 3 kommen kann. Der Sockel 22 bzw.
die Sockel-Trägereinrichtung 22 kann
dann beispielsweise mit Rast- oder Zentrierzonen versehen sein,
die durch entsprechende Bohrungen oder Ausstanzungen den Reflektor
durchgreifen und daher leicht nach Art einer Schnappverbindung auf
dem Reflektor aufgesetzt und daran befestigt werden können. Eine
derartige Sockel-Zentrierung 22 ist auch vor allem dann
geeignet, wenn kein Isolator verwendet wird, so dass dadurch die
Trägereinrichtung 15 in
nicht elektrisch-galvanischen Kontakt zu dem stabförmigen Koppelelement 21 vor
dem Reflektor 3 verankert werden kann.
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Grundsätzlich kann
die Trägereinrichtung 15 aber
auch so gestaltet sein, dass deren untere, dem Reflektor 3 zugewandt
liegende Stirnseite und vielleicht noch daran angrenzend in einer
gewissen sich von dieser Stirnseite aus axial erhebenden Höhe nicht
gleitend ausgestaltet ist, oder mit einem nicht gleitenden Überzug versehen
ist, um hier eine elektrisch-galvanische Kontaktierung mit dem Reflektorblech
oder Reflektor 3 zu vermeiden. In diesem Fall könnte auch
auf den erwähnten
Fixiersockel 3 verzichtet werden.
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Durch
die geschilderten Maßnahmen
wird eine kapazitive Außenleiterkopplung 29 realisiert, wobei
die zwei die kapazitiven Außenleiterkopplungen 29 bewirkenden
Koppelteile zum einen aus dem mit dem Reflektor elektrisch-galvanisch
verbundenen Koppelelement 21 und zum anderen aus der Trägereinrichtung 15 bzw.
den die Axialbohrung 15' und
die Trägereinrichtung
umgebenden Abschnitt der Trägereinrichtung 15 besteht,
der wie aus dem Ausführungsbeispiel
ersichtlich ist, parallel zum Koppelelement 11 zu liegen
kommt. Es handelt sich entsprechend dem erläuterten Ausführungsbeispiel
um eine koaxiale kapazitive Kopplung, bei der innenliegend das hohlstabförmige Koppelelement 11 angeordnet ist,
zu welchem außenliegend
und dieses Koppelelement 11 in Umfangsrichtung umkreisend
der entsprechende Abschnitt der Trägereinrichtung 15 zu
liegen kommt.
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Nur
der Vollständigkeit
halber wird angemerkt, dass das elektrisch leitfähige oder mit einer elektrisch
leitfähigen
Oberfläche
versehene stabförmige
Koppelelement 21 ebenfalls kapazitiv an der Unterseite
mit dem Reflektor 3 verbunden sein könnte, was im vorliegenden Fall
aber als weniger vorteilhaft gewünscht
ist.
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Um
möglicherweise
die lediglich durch Aufschieben anzubringende Antennenanordnung 1 auf dem
Reflektor zu fixieren, kann beispielsweise an der Unterseite der
Trägereinrichtung 15 eine
vorstehende Nase angebracht sein, die in eine entsprechende Ausnehmung
im Reflektor diesen bevorzugt durchgreifend einrastet. Dadurch kann
eine einfache Schnappverbindung geschaffen werden. Zum Entfernen
muss die den Reflektor hintergreifende Nase dann lediglich verbogen
werden, um die Antennenanordnung wieder nach oben hin vom stabförmigen Koppelelement 21 abzuheben.
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Um
die Strahleranordnung funktionsmäßig anzuschließen, ist
es dabei lediglich erforderlich, beispielsweise ein Koaxialkabel 31 am
Koaxialkabelende 31a auf der Rückseite des Reflektors 3 entsprechend
vorzubereiten, d. h. beispiels weise einen entsprechend abisolierten
Abschnitt des Außenleiters 31b beispielsweise
durch Löten
mit dem leitfähigen Koppelelement 21 elektrisch
zu verbinden. Das Koaxialkabel 31 kann dabei parallel auf
der Rückseite des
Reflektors verlegt sein und ein einer Radialöffnung oder Radialbohrung in
dem über
die Rückseite des
Reflektors nach unten überstehenden
Abschnittes des stabförmigen
Koppelelementes bis in diesen Bereich des Stufenabsatzes 21a hinein
verlegt und dort elektrisch angeschlossen sein. Ein entsprechender
axial überstehender
Abschnitt des Innenleiters 31c kann dann mit einem vorbereiteten
Innenleiterabschnitt 37 unten verlötet werden, der im gezeigten Ausführungsbeispiel
nach Art eines umgekehrten L gestaltet ist und von oben her so in
eine entsprechende Ausnehmung 21a des stabförmigen Koppelelementes 21 von
dessen oberer offenen Stirnseite her koaxial zur Längsachse
des Koppelelementes 21 eingefügt wird. Der obere eine Verbindung
mit der gegenüberliegenden
Dipolhälfte 13 bewirkende
Endabschnitt 37a dieser Innenleiterstruktur kommt dann in
einer entsprechenden quer verlaufenden Ausnehmung 39 in
der Dipolstrahlerstruktur zu liegen und kann dabei an seinem freien
Ende an einer Lötstelle elektrisch-galvanisch
angeschlossen werden. Die Lötstelle 38 befindet
sich bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 an
einem oberen Vorsprung 41a eines stirnseitig verschlossenen
elektrisch leitfähigen Hohlzylinders 41,
der in einer weiteren axialen Bohrung 41b der Trägereinrichtung 15 sitzt
und damit elektrisch leitend verbunden ist.
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Die
Länge der
Trägereinrichtung
und/oder die Länge
des stabförmiges
Koppelelements 21 beträgt
ungefähr λ/4 ± < 30% hiervon, also
ungefähr λ/4·(1 ± < 0,3)wobei λ jeweils
eine Wellenlänge
des zu übertragenden
Frequenzbandes ist, vorzugsweise die Mitte des jeweils zu übertragenden
Frequenzbandes.
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Wie
aus der Schnittdarstellung gemäß 4 zu
ersehen ist, ist der oben stirnseitig geschlossene Zylinder 41,
der insgesamt elektrisch leitend ist, oder zumindest elektrisch
leitende Abschnitte umfasst, so dimensioniert und angeordnet, dass
dessen Umfangsfläche
und obere Stirnfläche
sowie der vorstehende Zapfen 41a mit der Dipolstruktur
oder der zugehörigen
Trägereinrichtung 15 nicht
elektrisch-galvanisch verbunden ist. Allerdings ist der Hohlzylinder 41 an
seiner Unterseite vorzugsweise über
einen umlaufenden Bund 41c dem Reflektorblech elektrisch-galvanisch verbunden.
Da die Länge
dieses Hohlzylinders 41 bevorzugt um λ/4 ± vorzugsweise weniger als
30% davon beträgt,
führt dies
dazu, dass obenliegend letztlich der Innenleiter 31c des
koaxialen Speisekabels mit der zugehörigen Dipolhälfte, also
im Bereich an dem Hohlzylinder 41 obenliegend nach Art
eines Kurzschlusses verbunden ist, der am Fuß des Hohlzylinders, an dem
dieser mit dem Reflektor 3 elektrisch verbunden ist, in
einen Leerlauf transformiert wird. Umgekehrt führt der Aufbau ebenso dazu,
dass ein Leerlauf am oberen Ende des Hohlzylinders in einem Kurzschluss
am Fuß des Hohlzylinders
transformiert wird
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Abweichend
nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 könnte aber
bei der Lötstelle 38 auch eine
direkte elektrisch-galvanische Verbindung zu der zugehörigen Dipolhälfte hergestellt
sein, so dass abweichend vom Dipol 4 die zugehörige Dipolhälfte über den
Innenleiterabschnitt 37 mit dem Innenleiter 31c des
koaxialen Speisekabels nicht kapazitiv und/oder induktiv, sondern
direkt elektrisch-galvanisch verbunden ist. Dies ist anhand von 4a dargestellt.
Dort ist nämlich
der Innenleiterabschnitt 37 mit seinem Endabschnitt 37a direkt
am inneren Anschlussende einer zugehörigen Dipolhälfte 11a angeschlossen,
d. h. elektrisch-galvanisch mittels beispielsweise einer Lötverbindung
angeschlossen. Zur Erzielung einer hohen Symmetrie ist der Träger 15 unterhalb
des Endabschnittes 37a aber ebenfalls mit einer axialen
Längsbohrung
versehen, in welcher auch in diesem Ausführungsbeispiel der elektrisch leitfähige Zylinder
oder Hohlzylinder 41 eingesetzt und an seinem Fußpunkt mit
dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch kontaktiert ist.
Dieser Zylinder 41 ist ansonsten nicht mittels einer metallischen
Verbindungsbrücke
mit dem Träger 15 elektrisch
kontaktiert.
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Bei
einer dualpolarisierten Dipolstruktur entsprechend den 1 und 3 ist
der Aufbau, wie er anhand der Querschnittsdarstellung gemäß 4 erläutert wurde,
in einer um 90° versetzten
weiteren senkrecht zur Reflektorebene stehenden Schnittdarstellung
gleich, da bei einer dualpolarisierten Dipolstruktur vier axiale
Bohrungen in der Trägereinrichtung
vorgesehen sind, und zwar mit zwei kapazitiven Außenleiterkopplungen.
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Anhand
von 5 ist eine Abwandlung insoweit gezeigt, als hier
eine kapazitive Innenleiterkopplung vorgesehen ist, bei welcher
ein Innenleiterabschnitt 37b in den oben offenen Hohlzylinder 41b eintaucht
und dort frei endet. Mit anderen Worten ist also dazu der Innenleiterabschnitt 37 mit
seinem etwa stabförmigen,
durch das hohle Koppelelement 21 hindurch geführten Leitungsabschnitt
und den sich daran anschließenden
oberen im wesentlichen parallel zur Reflektorebene verlaufenden
weiteren Leitungsabschnitt 37a mit einem zweiten Innenleiterabschnitt 37b versehen,
der in geeigneter Länge
in die Axialbohrung 34a der Trägereinrichtung 15 eintaucht. Der
Hohlzylinder 41 ist dabei mit der elektrisch leitenden
Trägereinrichtung 15 ebenfalls
nicht elektrisch-galvanisch verbunden, sondern sitzt elektrisch-galvanisch
angebunden lediglich auf dem Reflektor 3, so dass ein Leerlauf
am oberen Ende des Hohlzylinders 41 in einen virtuellen
Kurzschluss am Fuß des
Hohlzylinders 41 transformiert wird, und umgekehrt ein
virtueller Kurzschluss am oberen Ende des Hohlzylinders in einen
Leerlauf an dessen Fuß im
Bereich des Reflektors 3 transformiert wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
abweichend zu 1 gezeigt, dass dort das koaxiale
Speisekabel 31 in der Axialbohrung des hohlen Koppelelementes 21 von
der rückwärtigen Seite
des Reflektors 3 durch die dort ausgebildete Bohrung 21a hindurch
verlegt ist. In diesem Fall ist ein entsprechend abisolierter Abschnitt
am Ende 31a des Koaxialkabels freigelegt, so dass der dortige
Außenleiterabschnitt 31b beispielsweise
an der Kontaktstelle 32 (Kontaktring 32) beispielsweise
durch Löten
nunmehr am oberen Ende des stabförmigen
hohlzylinderförmigen
Koppelelementes 21 elektrisch-galvanisch angeschlossen
und damit verbunden ist.
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Ein
nach oben hin überstehender
Innenleiterabschnitt 31c ist dann über einen Leitungsbügel 42 mit
der jeweils gegenüberliegenden
Dipolhälfte 13 elektrisch
verbunden, und zwar beispielsweise an einer mit 4 vergleichbaren
Lötstelle 38 an
einer dort vorgesehenen stirnseitig verschlossenen Hohlzylinderanordnung 41.
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Anhand
von 7 ist lediglich gezeigt, dass die anhand von 6 beschriebene
elektrische Anschlussmöglichkeit
des Außenleiters
am oberen Ende des Koppelelementes 21 auch dann möglich ist,
wenn der Innenleiter wiederum kapazitiv mit der gegenüberliegenden
Dipolhälfte
gekoppelt ist. Dazu ist der erwähnte
Bügel 42 mit
einem entsprechenden Innenleiter 37b elektrisch verbunden,
wie dies grundsätzlich
anhand von 5 erläutert wurde.
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In 6 und 7 ist
neben dem koaxialen Speisekabel 31 noch ein weiteres koaxiales
Speisekabel 31' gezeigt,
das im gezeigten Ausführungsbeispiel
gemäß 6 und 7 zur
Einspeisung der beiden weiteren Dipolhälften dient, die zu den ersten Dipolhälften senkrecht
stehen. Wird mit anderen Worten das Speisekabel 31 zur
Speisung der zugehörigen
Dipolhälften
verwendet, die beispielsweise gemäß 1 in der
Polarisationsebene 12a strahlen, so dient das koaxiale
Speisekabel 31' zur
Anspeisung der um 90° versetzt
liegenden Dipolhälften,
die gemäß der Polarisationsebene 12b senden
oder empfangen.
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Schließlich ist
anhand der 6 und 7 auch gezeigt,
dass der bei den 4 und 5 erwähnte Anschlag 21a beim
stabförmigen
Koppelelement 21 in der montierten Stellung nicht auf der
rückwärtigen Seite 3a des
Reflektors 3 zu liegen kommen muss, sondern dass ein entsprechend
umgekehrt ausgerichteter Anschlag 21a am Koppelelement 21 auch
so ausgebildet sein kann, dass das Koppelelement 21b von
oben her in die Bohrung 23 des Reflektors 3 eingeschoben werden
kann, bis der in Umfangsrichtung oder in Teilen in Umfangsrichtung
radial vorstehende Anschlag 21b an der Reflektoroberseite 3b des
Reflektors 3 anschlägt.
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Nachfolgend
wird auf die schematische Seitenansicht gemäß 8 und die
Draufsicht gemäß 9 Bezug
genommen, in welcher eine lediglich in einer Polarisationsebene
strahlende Strahleranordnung 11 gezeigt ist, die aus einem
Dipol 11 mit zwei diametral gegenüberliegenden Dipolhälften 11a und 11b besteht.
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Anhand
von 8 und 9 soll dabei lediglich verdeutlicht
werden, dass die geschilderte erfindungsgemäße, insbesondere kapazitive
und/oder gegebenenfalls auch induktive Kopplung auch mit einem einfachen
Dipolstrahler möglich
ist.
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Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen
bezeichnen insoweit zumindest funktionsgleiche Teile. Es wird insoweit
auf die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele
verwiesen.
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Schließlich wird
nachfolgend noch auf ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß 10 Bezug genommen,
welches ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
insbesondere zu den Ausführungsbeispielen
1 bis 5 darstellt.
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In
Abweichung zu den eingangs erläuterten Ausführungsbeispielen
wird hier eine kapazitive (und/oder gegebenenfalls induktive) Kopplung
realisiert, insbesondere eine sogenannte kapazitive und/oder induktive
Außenleiterkopplung
im Sinne einer Umkehrung des Kopplungsprinzipes dergestalt, dass
nunmehr das mit dem Reflektor 3 elektrisch- galvanisch verbundene
Koppelelement 21 topfförmig gestaltet
ist, und nunmehr die elektrisch leitfähige Trägereinrichtung 15 einer
Strahleranordnung 11 in dieses topfförmige Koppelelement 21 eingesteckt wird.
Dabei ist die Trägereinrichtung 15 sowohl
von dem Koppelelement 21 als auch von dem elektrisch leitfähigen Reflektor 3 unter
Verwendung einer elektrisch-galvanischen Verbindung getrennt, wozu ebenfalls
wieder bevorzugt ein Isolator 25 verwendet wird. Auch dieser
Isolator 25 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel topfförmig gestaltet
und wird zunächst
in das topfförmige
Koppelelement 21 eingefügt,
wobei der Isolator 15 in seinem Bodenbereich nach unten überstehend
einen rohrförmigen,
im gezeigten Ausführungsbeispiel
zylinderförmigen
Ansatz 25b aufweist, wodurch ein nach unten offener, im
gezeigten Ausführungsbeispiel
zylinderförmiger
Rohrabschnitt gebildet wird. Auch die Trägereinrichtung 15 ist
mit einem über
die untere Stirnseite nach unten überstehenden rohrförmig verlängerten
Ansatz 15f versehen, der nunmehr durch den rohrförmigen Ansatz 25b des
Isolators 25 zusätzlich
zentriert gehalten und in elektrisch nicht-leitendem, (Masse-)Kontakt
mit dem Reflektor 3 positioniert ist. Über die untere Stirnöffnung dieses
Ansatzes 15f der Trägereinrichtung 15 kann
dann der Innenleiter einer koaxialen Speiseleitung 31 entsprechend
angeschlossen werden, wobei wie im geschilderten Sinne über eine
Innenleiter-Zwischenverbindung 37 die entsprechende Dipolhälfte eines
Dipolstrahlers gespeist werden kann. Eine Innenleiter-Zwischenverbindung 37 ist
dabei wieder mittels isolierendem Abstandshalter im Inneren der
rohrförmigen
Trägereinrichtung 15 gehalten,
worüber
der Innenleiter eines Koaxialkabels mit der zugehörigen Dipolhälfte elektrisch
verbunden werden kann. Der Außenleiter 31b einer
koaxialen Speiseleitung muss dann in ge eigneter Weise wiederum mit
dem topfförmigen
Koppelelement 31 bevorzugt elektrisch-galvanisch verbunden
werden, wobei hier eine Lötverbindung
vom Außenleiter 31b der
koaxialen Speiseleitung 31 zur Unterseite des Reflektors 3 hergestellt
werden kann, bevorzugt in der Nähe
des Fußpunktes,
an welchem das topfförmige
Koppelelement 21 mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch
verbunden ist.