DE19749750B4

DE19749750B4 - Self-supporting tubular mast antenna for transmitters in the upper long wave and lower medium wave band

Info

Publication number: DE19749750B4
Application number: DE1997149750
Authority: DE
Inventors: Hans E Speckter
Original assignee: Speckter Hans E Dr-Ing
Current assignee: Speckter Hans E Dr-Ing
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: DE19749750A1

Abstract

Selbsttragende Rohrmastantenne mit einem als Tragrohr ausgebildeten aus isolierendem glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden oberen Rohrabschnitt sowie mit einer in diesem befindlichen, die Antenne elektrisch verlängernden Verlängerungsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zylinderspule ausgebildete Verlängerungsspule (1) innerhalb des oberen Rohrabschnitts (2) angeordnet ist, wobei ein Teil der Verlängerungsspule (1) als Abstimmspule vorgesehen ist, in der gut leitfähige oder hochpermeable Tauchkörper (20) axial verschiebbar sind, und daß der untere Rohrabschnitt als geerdetes Stahlrohr (4) ausgebildet ist, in welchem die Antennenzuleitung (9, 10) sowie eine Anpaß-, Meß- und Regelelektronik einschließlich eines Stellmotors (27) für die Spulenabstimmung angeordnet sind.self-supporting Pipe pole antenna with a designed as a support tube of insulating fiberglass-reinforced Plastic existing upper pipe section as well as with one in this located, the antenna electrically extending extension coil, characterized in that the formed as a cylindrical coil extension coil (1) within the upper tube section (2) is arranged, wherein a part of Extension coil (1) is provided as a tuning coil, in the well-conductive or highly permeable immersion body (20) are axially displaceable, and that the lower pipe section is formed as a grounded steel tube (4), in which the antenna feed line (9, 10) and a fitting, Measuring and Control electronics including a servomotor (27) for the coil tuning are arranged.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Rohrmastantenne mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Antennen dieser Art sind vorzugsweise geeignet für Sendeanlagen in funknavigationssystemen, die im oberen Langwellenband ab etwa 200 KHz und im unteren Mittelwellenband bis etwa 500 KHz betrieben werden. Sendeantennen in derartigen Systemen müssen Leistungen von einigen Watt bis zo mehreren 100 Watt abstrahlen, um Reichweiten von etwa 50 km bis 500 km zu erzielen bei einer Mindestfeldstärke am Empfangsort von etwa 50 bis 100 μV/m.The The invention relates to a self-supporting tubular mast antenna with the features In the preamble of claim 1. antennas of this kind are preferred suitable for Transmitting systems in radio navigation systems operating in the upper longwave band from about 200 kHz and in the lower medium wave band to about 500 kHz operate. Transmission antennas in such systems need services from several watts to several 100 watts radiate to ranges from about 50 km to 500 km with a minimum field strength at the receiving location from about 50 to 100 μV / m.

Zweck der AntennePurpose of the antenna

Funknavigationssysteme dienen der Sicherheit der Navigation in der Schifffahrt und der Luftfahrt. Solche Systeme müssen daher hohe Forderungen an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erfüllen. Dies gilt in ganz besonderem Maße für die Sendeantenne, da sie im Gegensatz zu den übrigen Systemkomponenten im allgemeinen nicht gedoppelt ist, d. h. im Fehlerfalle kann nicht auf eine Reserveantenne umgeschaltet werden. Andererseits ist es gerade die Sendeantenne, die von allen Systemkomponenten durch Umwelteinflüsse, insbesondere im rauhen Seeklima hoch beansprucht wird.Radio navigation systems serve the safety of navigation in shipping and the Aviation. Such systems need therefore high demands on reliability and availability fulfill. This is especially true for the Transmit antenna, as it unlike the other system components in the general is not duplicated, d. H. in case of failure can not be switched to a spare antenna. On the other hand it is especially the transmitting antenna, which of all system components by environmental influences, in particular is highly stressed in the harsh sea climate.

Aus der US-Patentschrift 2 170 849 ist eine von Abspannseilen gehaltene Vertikalantenne bekannt, bei der entsprechend der dortigen 4 innerhalb eines hölzernen Turmes zur Verringerung der Bauhöhe der Antenne eine elektrische Verlängerungsspule angeordnet ist und darüberhinaus eine zusätzliche Dachkapazität vorgesehen ist.From US Pat. No. 2,170,849, a vertical antenna held by guy ropes is known, in accordance with which there 4 is disposed within a wooden tower to reduce the height of the antenna, an electric extension coil and beyond an additional roof capacity is provided.

Nähere Angaben über die konstruktiven Gestaltungen des hölzernen Turmes oder der Verlängerungsspule sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.More details about the constructive designs of the wooden Tower or extension spool can not be found in this document.

Eine robuste, vielseitig einsetzbare Antenne steht bisher nicht zur Verfügung. Vor über 70 Jahren haben Seezeichenverwaltungen in verschiedenen Ländern die ersten Seefunkfeuer errichtet, die es der Seeschiffahrt erlaubten, durch Funkpeilung den Standort in küstennahem Gewässer zu bestimmen. Ein bis zwei Jahrzehnte später mit dem Beginn der Luftfahrt wurden auch Flugfunkfeuer zur Funkpeilung in der Flugnavigation errichtet. Diese Navigationsfunkdienste wurden international standardisiert und eingeführt. Funkpeiler gehören bis heute zur Pflichtausrüstung in der Seeschiff fahrt und Luftfahrt. Weltweit sind über 1000 See- und Flugfunkfeuer aufgebaut worden.A robust, versatile antenna is not yet available. Over 70 years ago Seafaring authorities in different countries the first maritime fires built, which allowed maritime navigation, by radio bearing the location in coastal waters to determine. One to two decades later with the beginning of aviation Also beacon beacons were used for radio tracking in air navigation built. These navigation services have been standardized internationally and introduced. Radio detectors belong to this day compulsory equipment in the sea ship ride and aviation. There are over 1000 worldwide Maritime and radio beacons have been built.

Die Seefunkfeuer arbeiten im Frequenzband von 283.5 bis 325 KHz, die Flugfunkfeuer im Frequenzband von ca. 200 bis ca. 500 KHz mit der Mehrzahl der Stationen im Frequenzband von 325 bis 405 KHz.The Marine radio fires operate in the frequency band from 283.5 to 325 KHz Aerial beacon in the frequency band of about 200 to about 500 kHz with the Most stations in the frequency band from 325 to 405 KHz.

Im Zeitalter der Satellitennavigation mit GPS und Glonass hat die Funknavigation mit Funkpeilem insbesondere in der Schiffahrt an Bedeutung verloren. Der Navigationsfunkdienst mit Seefunkfeuern wird nach und nach eingeschränk und Seefunkfeuer werden außer Betrieb genommen.in the Age of satellite navigation with GPS and Glonass has radio navigation lost importance with radio bearings, especially in shipping. The navigation service with maritime beacons will gradually become restricted and maritime beacons except Operation taken.

Das freiwerdende Frequenzspektrum im Seefunkfeuerband von 283,5 bis 325 KHz steht einem neuen wichtigen Navigationsfunkdienst zur Verfügung, und zwar dem international standardisierten DGNSS Korrekturdatendienst (DGNSS = Differential Global Navigation Satellite System als Oberbegriff für Differential GPS (DGPS) und Differential Glonass (DGlonass)). Sogenannte Referenzstationen strahlen im Seefunkfeuerband DGNSS-Korrekturdaten aus, die es der Schiffahrt ermöglichen, zusammen mit den empfangenen Satellitensignalen auf wenige Meter genau zu navigieren. Damit die Korrekturdaten in jeder Phase der Navigation zur Verfügung stehen, ganz besonders bei der schwierigen Navigation im engen Fahrwasser, muß die Verfügbarkeit des Satellitenkorrekturdienstes weit höher sein als die des Seefunkfeuerdienstes. Die Forderungen liegen bei 99,5 bis 99,9% Diese hohen Forderungen an Verfügbarkeit gelten selbstverständlich auch für die Sendeantenne als wichtigem Bestandteil des Funknavigationssystems.The freed up frequency spectrum in the maritime radio band from 283.5 to 325 KHz is available for a new important navigation service, and although the internationally standardized DGNSS correction data service (DGNSS = Differential Global Navigation Satellite System as a generic term for differential GPS (DGPS) and differential Glonass (DGlonass)). So-called reference stations radiate In the maritime radio band DGNSS correction data made it out of shipping enable, along with the received satellite signals to a few meters to navigate exactly. Thus the correction data in each phase of the Navigation available especially in difficult navigation in narrow fairways, must the Availability of the satellite correction service be much higher than that of the maritime fire service. The claims are 99.5 to 99.9% These high demands on availability of course apply also for the transmitting antenna as an important part of the radio navigation system.

Sendeantennen für das hier zur Diskussion stehende Frequenzband um 300 KHz sind immer kurz gegenüber der Wellenlänge λ. Bei 300 KHz ist λ = 1000 m. Die Sendeantennen haben aber nur eine Höhe H von etwa 10 bis 50 m, d. h. die Antennenhöhe liegt zwischen λ/100 und λ/20. Die Antennen stellen daher elektrisch eine Kapazität dar. Durch das Hinzuschalten der Antennenabstimmeinheit, die im wesentlichen aus einem Anpaßtransformator und einer Spule besteht, wird die Anrenne auf Resonanz abgestimmt. Erst dann fließt ein größerer Antennenstrom und die Antenne kann Leistung abstrahlen. Während die Abstimmeinheiten vom Grundprinzip her gleichartig aufgebaut sind, unterscheiden sich die bisher verwendeten Antennen vom Aufbau und der Wirkungsweise beträchtlich.transmitting antennas for the 300 kHz frequency band under discussion here are always short across from the wavelength λ. At 300 KHz is λ = 1000 m. The transmitting antennas have but only a height H of about 10 to 50 m, d. H. the antenna height is between λ / 100 and λ / 20. The antennas therefore represent a capacitance electrically the turning on of the antenna tuning unit, which essentially from a matching transformer and a coil, the Anrenne is tuned to resonance. Only then flows a larger antenna current and the antenna can radiate power. While the voting units differ in their basic principle the antennas used so far on the structure and mode of operation considerably.

Die ersten für Seefunkfeuer eingesetzten Antennen waren Langdrahtantennen in L- oder T-Form, die zwischen zwei Bauwerken (Gebäuden oder Masten) aufgespannt wurden. Dies ist der einfachste Antennentyp überhaupt. Er setzt jedoch zwei Antennenträger zum Aufspannen voraus. Als weiterer Antennentyp wurden und werden heute noch abgespannte Mastantennen eingesetzt. Die Abspannseile (Pardunen) haben neben ihrer mechanischen Funktion auch eine elektrische Funktion: Sie erhöhen die Dachkapazität der Antenne. Dabei müssen in die Abspannseile Isolatoren eingefügt werden. Die Abspannseile bilden auf diese Weise einen Kapazitätsschirm. Daher wird dieser Antennentyp auch als Schirmantenne bezeichnet.The first antennas used for maritime fire were L-shaped or T-shaped long wire antennas spanned between two structures (buildings or masts). This is the simplest type of antenna at all. However, it requires two antenna supports for mounting. As a far An antenna type was and is still used today for guy antennas that have been guyed off. In addition to their mechanical function, the guy ropes (pardons) also have an electrical function: they increase the roof capacity of the antenna. It must be inserted into the guy ropes insulators. The guy ropes thus form a capacity screen. Therefore, this type of antenna is also referred to as a screen antenna.

Langdrahtantennen und Schirmantennen benötigen relativ große Grundstücksflächen, die nicht an allen gewünschten Einsatzorten zur Verfügung gestellt werden konnten. Daher wurde nach technischen Lösungen gesucht, selbsttragende, d. h. nicht abgespannte Antennenmasten herzustellen. Dieses Ziel wurde vor etwa 40 Jahren erreicht, als die Technologie entwickelt war, glasfaserverstärkte Kunststoffmasten (GFK-Maste) relativ großer Länge bis etwa 10 m herzustellen. Die GFK-Masten vereinigen in sich die statische Funktion des Mastes mit der elektrischen Funktion des Isolators. Ein Metallstab auf der Mastspitze und eine um den Mast angeordnete Metallreuse bilden die Antennenkapazität.Long wire antennas and screen antennas relatively large Land areas that are not at all desired Locations available could be made. Therefore, technical solutions were sought self-supporting, d. H. Do not make strained antenna masts. This Goal was reached about 40 years ago as the technology evolved was, glass fiber reinforced plastic masts (GRP masts) relatively large Length to about 10 m to produce. The GRP masts combine the static Function of the mast with the electrical function of the insulator. A metal rod on the mast top and one around the mast Metallreuse form the antenna capacity.

Im Gegensatz zur Langdrahtantenne und zur abgespannten Mastantenne hat die selbsttragende Mastantenne nur eine einzige Isolationsstrecke: Ein wichtiger Vorteil, denn der Isolationswidersrand der hochohmigen Antenne kann je so nach Einsatzort und Wetterverhältnissen durch Verschmutzung der Isolatoren, durch einen Salzbelag im Seeklima oder durch Eisansatz bei Temperaturen unter dem Gefrierpunktso weit reduziert werden, daß die Antenne keine Leistung mehr abstrahlt. Eine möglichst geringe Zahl von elektrisch 55 parallel liegenden Isolationsstrecken ist daher von grundsätzlichem Vorteil.in the Contrary to the long wire antenna and the guyed antenna the self-supporting mast antenna has only one isolation distance: An important advantage, because the insulation resistance of the high-impedance Antenna can vary depending on location and weather conditions by contamination of the insulators, by a saline coating in the sea climate or by ice accumulation at sub-freezing temperatures be reduced that the Antenna no longer radiates power. The lowest possible number of electrical 55 parallel isolation distances is therefore of fundamental Advantage.

Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt wurde erzielt durch den Einsatz einer sogenannten Verlängerungsspule am oberen Mastende direkt unterhalb der Dachkapazität. Die Induktivität der Spule verlängert elektrisch die Antenne und erhöht auf diese Weise die wirksame Antennenhöhe h_eff, die wiederum den Strahlungswiderstand und den Wirkungsgrad der Antenne vergrößert.Another important development step was achieved by using a so-called extension coil at the top end of the mast directly below the roof capacity. The inductance of the coil electrically extends the antenna and thus increases the effective antenna height h _eff , which in turn increases the radiation resistance and efficiency of the antenna.

Die Spule ist am oberen Mastende außen auf das isolierende Tragrohr der Dachkapazität gewickelt. Die Dachkapazität besteht aus flexiblen Kapazitätsstäben, sogenannten Peitschen, die aus GFK-Material mit einlaminierter Kupferlitze bestehen. [m günstigsten Fall kann h_eff gleich der tat sächlichen geometrischen Höhe H der Antenne werden. Bei einer Mastantenne ohne Verlängerungsspule und ohne Dachkapazität ist dagegen h_eff = ½ H, weil der Strombelag auf dem Mast vom Maximum am Fußpunkt (= Einspeisepunkt) ungefähr linear bis auf Null an der Mastspitze abnimmt.The coil is wound at the top end of the mast outside on the insulating support tube of the roof capacity. The roof capacity consists of flexible capacity bars, so-called whips, which consist of GRP material with laminated copper strand. In the most favorable case _heff can be equal to the actual geometric height H of the antenna. In the case of a mast antenna without an extension coil and without a roof capacity, on the other hand, h _eff = ½ H, because the current load on the mast decreases from the maximum at the base point (= feed point) approximately linearly to zero at the top of the mast.

Diese selbsttragende GFK-Mastantenne hat eine recht große Verbreitung erlangt, da sie nur eine kleine Standfläche benötigt, sich einfach errichten läßt und sich durch die schlanke Bauform unauffällig in das Landschaftsbild einfügt. Letzteres ist ein Vorteil, der bei dem zunehmenden Einfluß von Landschaftsschutzbehörden auf das Genehmigungsverfahren nicht zu unterschätzen ist. Andererseits dürfen zwei wesentliche Nachteile nicht übersehen werden. Trotz der Verlängerungsspule ist die wirksame Antennenhöhe h_eff mit etwa 10 bis 12 m recht gering, bedingt durch die begrenzte Fertigungslänge und Festigkeit des GFK-Mastes. Die Antenne ist daher nur für kleinere Sendeleistungen und Senderreichweiten geeignet. Bei dem heutigen Trend zu größeren Reichweiten und Feldstärken des DGNSS-Korrekturdienstes verliert diese Antenne daher an Attraktivität.This self-supporting GRP mast antenna has become quite widespread, as it requires only a small footprint, can be easily erected and fits in unobtrusively in the landscape through the slim design. The latter is an advantage that should not be underestimated by the increasing influence of landscape conservation authorities on the licensing procedure. On the other hand, two major drawbacks must not be overlooked. Despite the extension coil, the effective antenna height h _eff with about 10 to 12 m is quite low, due to the limited manufacturing length and strength of the GRP mast. The antenna is therefore only suitable for smaller transmission powers and transmitter ranges. In the current trend towards longer ranges and field strengths of the DGNSS correction service, this antenna therefore loses its appeal.

Weiterhin ist die Verlängerungsspule ein technisch nicht unproblematisches Element. Sie wird elektrisch hoch beansprucht durch die an ihr stehende Hochspannung von 10 bis 50kV je nach Sendeleistung. Sie wird auch mechanisch hoch beansprucht, da sie als Tragrohr für die Dachkapazität dient und bei Windlast einem beträchtlichen Biegemoment scandhalten muß. Schließlich ist die Spule auch dem Wetter und der W-Strahlungsbelastung ständig ausgesetzt. Haarrisse entstehen, Feuchtigkeit dringt ein und verschlechtert die Güte der Spule drastisch. Der Effekt ist der gleiche wie die Verschlechterung des Isolationswiderstandes; der Serienresonanzkreis wird bedämpft, der Antennenstrom nimmt ab und die abgestrahlte Leistung sinkt.Farther is the extension coil a technically not unproblematic element. She becomes electric highly stressed by the high voltage from 10 to 50kV depending on the transmission power. It is also subjected to high mechanical stress, since they are used as a support tube for the roof capacity serves and at wind load a considerable Bend moment must scandhalten. After all the coil is also constantly exposed to the weather and the W radiation exposure. Hairline cracks develop, moisture penetrates and worsens the goodness the coil drastically. The effect is the same as the deterioration the insulation resistance; the series resonant circuit is damped, the Antenna current decreases and the radiated power decreases.

Ein weiterer Nachteil der allen bisher verwendeten Antennen gemeinsam ist, ist der fehlende inhärente Schutz vor Blitzeinwirkungen, Bei einem Blitzeinschlag in die Antenne trifft die Blitzenergie praktisch ungeschwächt auf die Abstimmeinheit. Sie muß dort durch gestaffelte Maßnahmen (Funkenstrecke etc.) abgeleitet werden. Das gelingt nur bis zu einer bestimmten Höhe der Blitzenergie. Bei größeren Energien treten Schäden in der Abstimmeinheit auf.One Another disadvantage of all previously used antennas in common is, is the missing inherent Protection against lightning, In the event of a lightning strike in the antenna meets the flash energy practically unattenuated on the tuning unit. She has to go there through staggered measures (Spark gap, etc.) are derived. That succeeds only up to one certain height the flash energy. For larger energies occur damage in the voting unit.

Auch bei der Antenne mir Verlängerungsspule am Mastkopf ist die Situation ähnlich. Zwar verhindert die große Induktivität der Spule einen direkten Energiedurchtritt, der Blitz überspringt daher die Spule und setzt seinen Weg auf dem Kupferleiter, der im GFK-Mast einlaminiert ist, fort, und trifft dann wie bei den anderen Antennentypen auf die Abstimmeinheit. Der Blitz hinterläßt auf dem GFK-Mast Brandspuren, die den Isolationswiderstand nachhaltig verschlechtern können.Also at the antenna with extension coil at the top of the mast the situation is similar. Although the big one prevents inductance the coil has a direct energy passage that leaps lightning hence the coil and sets its way on the copper conductor in the fiberglass mast laminated on, and then hits like the other antenna types on the voting unit. The lightning leaves burn marks on the GRP mast, the can permanently impair the insulation resistance.

Die Schwachstellen und Nachteile der bisher eingesetzten Antennen lassen sich in folgenden Punkten zusammenfassen:

1) Langdraht- und abgespannte Mastantennen sind bei größerer effektiver Höhe hohe auffällige Bauwerke, die zudem eine große Grundstücksfläche beanspruchen und für die heute kaum noch eine Errichtungsgenehmigung zu erhalten ist.
2) Die an sich vorteilhaften selbsttragenden (nicht abgespannten) Mastantennen haben wegen ihrer bisherigen beschränkten Konstruktionshöhe nur eine geringe effektive Antennenhöhe trotz des Einsatzes einer Verlängerungsspule am Mastkopf, Sie sind daher nur zum Abstrahlen kleiner Leistungen geeignet.
3) Der Isolationswiderstand der Antenne kann durch Verschmutzen, Versalzen und Vereisen der Isolatoren stark sinken, und damit die Antenne unwirksam machen.
4) Eine einfache und wirksame Methode zum Reinigen der Isolatoren ist bisher nicht entwickelt worden. Die Isolatoren liegen meist in unzugänglicher Höhe.
5) Die Verlängerungsspule, die die effektive Antennenhöhe vergrößert, ist bei den bisherigen Antennen ein Element, das einer hohen elektrischen, mechanischen und witterungsbedingten Belastung ausgesetzt ist und dadurch die geforderten elektrischen Eigenschaften auf Dauer nicht einhält.
6) Der Blitzschutz von Antenne und Abstimmeinheit ist unzureichend.
7) Die Antennen sind überwiegend nicht wartungsfreundlich konstruiere, so daß Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten erhebliche Zeit beanspruchen. Der Navigationsfunkdienst steht während dieser Zeit nicht zur Verfügung. Lange Ausfallzeiten sind aber nicht tolerierbar.

The weak points and disadvantages of the previously used antennas can be summarized in the following points:

1) Long wire and guyed mast antennas are at high effective height high conspicuous structures, which also claim a large land area and for which today hardly a construction permit is to obtain.
2) The intrinsically advantageous self-supporting (not guyed) mast antennas have only a low effective antenna height due to their current limited design height despite the use of an extension coil on the mast head, they are therefore only suitable for radiating small power.
3) The insulation resistance of the antenna can drop sharply due to soiling, salting and icing of the insulators, thus rendering the antenna ineffective.
4) A simple and effective method for cleaning the insulators has not been developed. The insulators are usually in inaccessible height.
5) The extension coil, which increases the effective antenna height, is in the previous antennas an element that is exposed to high electrical, mechanical and weather-related stress and thereby does not meet the required electrical properties in the long term.
6) The lightning protection of antenna and tuning unit is insufficient.
7) The antennas are predominantly designed to be maintenance-free, so that maintenance and repair work takes considerable time. The navigation service is not available during this time. Long downtime is not tolerable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste Antenne auf der Basis einer selbsttragenden Mastantenne zu entwickeln, mit der es möglich ist, die Schwächen der bisher verwendeten Antennen zu vermeiden.Of the Invention is based on the object, a robust antenna on the Base of a self-supporting mast antenna to develop it possible is, the weaknesses to avoid the previously used antennas.

Lösung der Aufgabe und weitere Ausgestaltungen der ErfindungSolution of Task and further embodiments of the invention

Diese Aufgabe wird bei einer selbststragerden Rohrma stantenne mir den Merkmalen im Oberbegriff des Patentan spruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale in seinem kennzeichnenden Teil gelöst.These Task is in a selbststragerden Rohrma stantenne me the Features in the preamble of patent claim 1 according to the invention by the features are solved in its characterizing part.

Mit der erfindungsgemäßen mechanischen Trennung von Verlängerungsspule und isolierendem Tragrohr werden gegenüber dem Stand der Technik entscheidende Vorteile erzielt. So ist die Spule gut isoliert und wettergeschützt im Tragrohr untergebracht, und Spule und Tragrohr können unabhängig voneinander nach unterschiedlichen Kriterien optimiert werden, nämlich das Tragrohr nach der durch Windlast max. auftretenden mechanischen Beanspruchung und die Verlängerungsspule nach der bei hoher Sendeleistung max. auftretenden elektrischen Beanspruchung. Insbesondere können Spule und Tragrohr um ein Mehrfaches, z. B. um den Faktor 5, länger ausgebildet werden gegenüber der bisher bekannten kombinierten Lösung, bei der die Spule außen auf einem relativ kurzen Rohr gewickelt ist. Die Isolationsstrekke wird entsprechend länger und die elektrische Feldstärke über der Spule niedriger.With the mechanical separation according to the invention from extension spool and insulating support tube are compared to the prior art crucial Benefits achieved. So the coil is well insulated and weatherproof in the support tube housed, and coil and support tube can be different according to different Criteria are optimized, namely the support tube after the wind load max. occurring mechanical Stress and the extension coil after the max. occurring electrical stress. In particular, you can Coil and support tube by a multiple, z. B. formed by a factor of 5, longer be opposite the previously known combined solution in which the coil on the outside a relatively short tube is wound. The isolation route will longer accordingly and the electric field strength over the Lower coil.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Urteransprüchen gekennzeichnet.advantageous Further developments of the invention are characterized in the Urteransprüchen.

Figurenbeschreibungfigure description

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigenThe Invention will now be explained in more detail with reference to FIGS. Show it

1 den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Antenne, 1 the basic structure of the antenna according to the invention,

2 ein erstes Beispiel für die Antennenabstimmung, 2 a first example of antenna tuning,

3 ein zweites Beispiel für die Antennenabstimmung, 3 a second example of antenna tuning,

4 das Ersatzschaltbild einer Langdrahtantenne oder einer Schirmantenne bekannter Bauart ohne Verlängerungsspule, 4 the equivalent circuit diagram of a long wire antenna or a screen antenna of known design without an extension coil,

5 das Ersatzschaltbild einer Mastantenne bekannter Bauart mit Verlängerungsspule, 5 the equivalent circuit diagram of a mast antenna of known design with extension coil,

6 das Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßes Antenne mit Verlängerungsspule, 6 the equivalent circuit of the inventive antenna with extension coil,

7 eine obere rhombusförmige Reuse als Dachkapazität und eine untere rhombusförmige Reuse als kapazitives Gegengewicht, 7 an upper rhombus-shaped reuse as a roof capacity and a lower rhombus-shaped reuse as a capacitive counterweight,

8 zwei Beispiele einer Reinigungsvorrichtung für den isolierenden oberen Rohrabschnitt, 8th two examples of a cleaning device for the insulating upper pipe section,

9 eine erste Anschlußmöglichkeit für eine Hinderniswarnleuchte, 9 a first connection possibility for an obstacle warning light,

10 eine zweite Anschlußmöglichkeit für eine Hinderniswarnleuchte, 10 a second connection possibility for an obstacle warning light,

11 einen Schwenkmechanismus der erfindungsgemäßen Rohrmastantenne, 11 a pivot mechanism of the tubular mast antenna according to the invention,

12 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrmastantenne. 12 An embodiment of the tubular mast antenna according to the invention.

In 1 ist der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Antenne dargestellt mit Verlängerungsspule 1, isolierendem oberen als Tragrohr ausgebildeten Rohrabschnitt 2, mit der Dachkapazität in Form einer Reuse 3 und mit dem als Stahlrohr ausgebildeten unteren Rohrabschnit 4. Zur Vervollständigung der Übersicht sind weiterhin dargestellt:
der Sender 5 mit koaxialer 50Ω-Speiseleitung 6, Anpaßtransformator 7 und Erdungsnetz 8.In 1 is the basic structure of the inventions Antenna according to the invention shown with extension coil 1 , insulating upper pipe section formed as a support tube 2 , with the roof capacity in the form of a trap 3 and with the lower tube section designed as a steel tube 4 , To complete the overview are also shown:
the transmitter 5 with coaxial 50Ω feed line 6 , Matching transformer 7 and grounding network 8th ,

Bei einer deutlichen Zunahme der Länge kann der als isolierendes Tragrohr ausgebildete obere Rohrabschnitt 2 in Weiterbildung der Erfindung aus einem hochfesten und gut isolerenden Material, vorzugsweise aus GFK, hergestellt werden. Vorteilhafterweise wird die bisher separat existierende Antennenabstimmeinheit in die Antenne integriert. Dabei wird die Induktivität der Verlängerungsspule um die Induktivität der Abstimmspule vergrößert. Die Verlängerungsspule 1 übernimmt damit beide Funktionen. und zwar die der elektrischen Antennenverlängerung und die der Antennenabstimmung auf Resonanz.With a significant increase in the length of the formed as an insulating support tube upper pipe section 2 in a further development of the invention from a high-strength and good insulating material, preferably made of GRP, are produced. Advantageously, the previously separately existing antenna tuning unit is integrated into the antenna. In this case, the inductance of the extension coil is increased by the inductance of the tuning coil. The extension coil 1 takes over both functions. namely the electrical antenna extension and the antenna tuning to resonance.

Vorteilhaft wird die Abstimmung der Antenne dadurch erreicht, daß – wie 2 zeigt – ein gut leitender Körper 20, z. B. ein zylindrisches Rohr aus Kupfer oder ein Körper mit hoher Permeabilität, z. B. ein Bündel aus Ferritstäben, axial verschiebbar in die Verlängerungsspule 1 eintaucht. Im ersten Falle wird die Induktivität verkleinert, im zweiten Fall vergrößert. Ein Stellmotor 21 verstellt über eine Spindel 22 den eintauchenden Körper 20.Advantageously, the tuning of the antenna is achieved in that - how 2 shows - a well-conductive body 20 , z. As a cylindrical tube made of copper or a body with high permeability, z. B. a bundle of ferrite rods, axially displaceable in the extension coil 1 dips. In the first case, the inductance is reduced, in the second case increased. A servomotor 21 adjusted via a spindle 22 the dipping body 20 ,

Um das Gewicht dieses Tauchkörpers zu kompensieren, kann auch eine Anordnung mit zwei Tauchkörpem gewählt werden, wie 3 zeigt. Die beiden Tauchkörper 23 und 24 sind über einen Seilzug 25 und eine Seilrolle 26 miteinander verbunden und tauchen bei Betätigung des Seilzuges gegenläufig von beiden Seiten in die Verlängerungsspule 1 ein.To compensate for the weight of this immersion body, an arrangement with two Tauchkörpem can be selected, such as 3 shows. The two immersion bodies 23 and 24 are over a cable 25 and a pulley 26 connected together and dive when operating the cable in opposite directions from both sides in the extension coil 1 one.

Der große Fortschritt, der mir der Einbeziehung der Abstimmspule in die Verlängerungsspule erreicht wird. sei an Hand der Ersatzschaltbilder nach 4. 5 und 6 erläutert.The big progress that I'm getting from incorporating the tuning coil into the extension coil. be on hand of the equivalent circuit diagrams 4 , 5 and 6 explained.

Die eingerahmten Blöcke 30, 31 bzw. 32 enthalten den Sender mir Speiseleitung, die Abstimmeinheit bzw. die Antenne. E₁, E₂ und E₃ sind die Einspeisepunkte der jeweiligen Antenne. Die Strecken A₁, A₂ und A₃ deuten die Lage des Antennenmastes im Ersatzschaltbild an. Darin bedeuten:
T: Transformator zur Leistungsanpassung (Anpaßtransformator 7 in 1) zwischen der 50Ω-Speiseleitung und dem Serienwiderstand der Antenne im Resonanzfall R_ges = R_E + R_L + R_S.
R_S: Strahlungswiderstand
R_E: Erdungswiderstand
R_L, R_L1, R_L2, R_L3, R_L4: Spulenwiderstände
C: Antennenkapazität
L, L₁, L₂, L₃, L₄: Spuleninduktivitäten mit L₁ = L₂ + L₃ = L₄ The framed blocks 30 . 31 respectively. 32 contain the transmitter with feed line, the tuning unit or the antenna. E ₁ , E ₂ and E ₃ are the feeding points of the respective antenna. The routes A ₁ , A ₂ and A ₃ indicate the position of the antenna mast in the equivalent circuit diagram. In this mean:
T: Transformer for power adjustment (matching transformer 7 in 1 ) between the 50Ω supply line and the series resistance of the antenna in the case of resonance R _ges = R _E + R _L + R _S.
R _S : Radiation resistance
R _E : earth resistance
R _L , R _L1 , R _L2 , R _L3 , R _L4 : Coil Resistors
C: Antenna capacity
L, L ₁ , L ₂ , L ₃ , L ₄ : coil inductances with L ₁ = L ₂ + L ₃ = L ₄

Vereinfachend sei angenommen, daß alle drei Antennen die gleiche Kapazität C und den gleichen Strahlungswiderstand R_S besitzen.For simplification, it is assumed that all three antennas have the same capacitance C and the same radiation resistance R _s .

Am Einspeisepunkt Et der Antenne ohne Verlängerungsspule (4) steht die volle Hohspannung U₁ der Antenne, z. B. 30 kV an Dieser Punkt ist im Resonanzfall sehr hochohmig in der Größenordnung von 100 KΩAt the feeding point Et of the antenna without extension coil ( 4 ) is the full high voltage U _{1 of} the antenna, z. B. 30 kV on This point is very high in the case of resonance in the order of 100 KΩ

Am Einspeisepunkt E₂ der Antenne mir Verlängerungsspule (5) steht etwa 1/3 der Hohspannung an (U₂ ≈ 1/3 U₁), wenn die. Induktivität der Abstimmmspule L₂ etwa 1/3 der Gesamtinduktivität L₂ + L₃ beträgt. Im Resonanzfall liegt die Impedanz an diesem Punkt in der Größenordnung von 10 kΩAt the feed-in point E _{2 of} the antenna with extension coil ( 5 ) is about 1/3 of the high voltage (U ₂ ≈ 1/3 U ₁ ) when the. Inductance of the tuning coil L _{2 is} about 1/3 of the total inductance L ₂ + L ₃ . At resonance, the impedance at this point is on the order of 10 kΩ

Völlig anders sind dagegen die Verhältnisse an der erfindungsgemäßen Antenne (6). Am Einspeisepunkt E₃ liegt nur eine Spannung U₃ von meist unter 100V an bei einer Impedanz im Resonanzfall von 10 bis 40 Ω die sich als Summe der Widerstände R_ges = RE + R_L4 + R_S ergibt. Geht man von einem praxisnahen Gesamtwiderstand R_ges von 10 bis 20 Ω aus und beaufschlagt die Antenne beispielsweise mit einer Eingangsleistung von 100 W so liegt die Spannung U₃ zwischen 31,6 und 44,7 V Selbst bei einer hohen Eingangsleistung von 1000 W steigt die Spannung U₃ nur auf einen Wert zwischen 100 und 141 V.On the other hand, the conditions on the antenna according to the invention are completely different ( 6 ). At the feed point E ₃ is only a voltage U ₃ of mostly below 100V at an impedance in the case of resonance of 10 to 40 Ω resulting in the sum of the resistances R _ges = RE + R _L4 + R _S. Assuming a practical total resistance R _ges of 10 to 20 Ω and applied to the antenna, for example, with an input power of 100 W so the voltage U _{3 is} between 31.6 and 44.7 V Even at a high input power of 1000 W increases Voltage U ₃ only to a value between 100 and 141 V.

Somit liefert die erfindungsgemäße Rohrmastantenne die weiteren Vorteile, daß zum einen die effektive Höhe der Antenne, die den Strahlungswiderstand bestimmt, den größtmöglichen Wert, bezogen auf die geometrische Höhe der Antenne, erreicht, da die gesamte Induktivität in der Verlängerungsspule am Mastkopf konzentriert ist, und zum anderen, daß die Niederohmigkeit und die niedrige Spannung am unteren Ende der Verlängerungsspule (Einspeisepunkt E₃) es erlauben, die Zuführungsleitung zur Spule in einem langen leitenden Rohr zu verlegen.Thus, the tubular mast antenna according to the invention provides the further advantages that on the one hand, the effective height of the antenna, which determines the radiation resistance, the largest possible value, based on the geometric height of the antenna achieved, since the entire inductance in the extension coil is concentrated on the mast head, and on the other hand that the low resistance and the low voltage at the lower end of the extension coil (feed point E ₃ ) make it possible to lay the supply line to the coil in a long conductive tube.

Daraus folgt, daß der untere Rohrabschnitt als geerdetes Stahlrohr 4 ausgebildet werden kann, in welchem die Antennenzuleitung 9, 10 zur Verlängerungsspule angeordnet ist. Ferner kann dabei der Stellmotor 27 (3) mit der gesamten Elektronik – bestehend aus der Regel-, Anpaß- und Meßelektronik – im unteren Teil des Antennenmastes, d. h. an leicht zugänglicher Stelle untergebracht werden. Die Wartungs- und Reparaturarbeiter. können dort leicht und schnell durchgeführt werden. Die Stellgröße vom Stellmotor zur Verlängerungsspule kann beispielsweise mechanisch durch einen Seilzug oder durch einen Spindelantrieb übertragen werden.It follows that the lower pipe section as a grounded steel pipe 4 can be formed, in which the antenna feed line 9 . 10 is arranged to the extension coil. Furthermore, while the servomotor 27 ( 3 ) with the entire electronics - consisting of the control, Anpaß- and measuring electronics - in the lower part of the antenna mast, ie be housed in easily accessible place. The maintenance and repair workers. can be done there easily and quickly. The manipulated variable from the servomotor to the extension coil, for example, mechanically by a cable or by egg NEN spindle drive are transmitted.

Die Höhe der selbsttragenden Rohrmastantenne ist nur konstruktiv nicht aber elektrisch begrenzt. Nach diesem Grundprinzip können daher höhere Antennen mit größerem Strahlungswiderstand und besserem Wirkungsgrad gebaut werden als bisher. Die vom isolierenden Tragrohr 2 getragene Dachkapazität kann konstruktiv in zwei Arten ausgeführt werden. und zwar in der bereits bekannten Art als eine Anordnung von mehreren biegsamen Kapazitätsstäben (Peitschen) oder in Weiterbildung der Erfindung als rhombusförmige Reuse 3. Sie besteht, wie 7 zeigt, aus einem vertikalen Rohr 40 und vier bis sechs in der Mitte des Rohres horizontal und gleichwinklig zueinander angeordneten Streben 41. Rohr und Streben sind über die äußeren Endpunkte mit Drahtseilen 42, 43, 44 verbunden und verspannt. Die Reuse hat bei gleichen geometrischen Abmessungen eine größere Kapazität als eine Peitschenanordnung.The height of the self-supporting tubular mast antenna is only constructive but not electrically limited. According to this basic principle, therefore, higher antennas with greater radiation resistance and better efficiency can be built than before. The from the insulating support tube 2 supported roof capacity can be designed constructively in two ways. in the already known type as an arrangement of several flexible capacity rods (whips) or in a further development of the invention as a rhombus-shaped trap 3 , It exists, like 7 shows off a vertical pipe 40 and four to six in the middle of the tube horizontally and equiangularly arranged struts 41 , Pipe and struts are over the outer end points with wire ropes 42 . 43 . 44 connected and braced. The trap has the same geometric dimensions greater capacity than a whip assembly.

Eine größere Antennenkapazität bietet mehrere Vorteile. Sie macht den Serienkreis niederohmiger, die Hochspannung sinkt bei gleicher Eingangsleistung, die Kreisgüte nimmt ab und die Bandbreite entsprechend zu. Damit ist die Abstimmung weniger kritisch, und eine Verschlechterung des Isolationswiderstandes ruft einen weniger starken Leistungsabfall der abgestrahlten Leistung hervor.A offers larger antenna capacity several advantages. It makes the series circuit lower impedance, the high voltage decreases at the same input power, the Q-factor decreases and the bandwidth accordingly to. Thus, the vote is less critical, and a deterioration the insulation resistance causes a less severe power loss the radiated power.

Bei gegebener Reusengröße kann die Kapazität dadurch weiter erhöht werden, daß am Reusenumfang zusätzlich zum vorhandenen sich horizontal erstreckenden Drahtseil 42 weitere Seile 45, 46 parallel in geringem Abstand angeordnet werden.For a given size of trap size, the capacity can be further increased by the fact that at the edge of the trap in addition to the existing existing horizontally extending wire rope 42 more ropes 45 . 46 be arranged parallel at a small distance.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, die Antennenkapazität durch ein kapazitives Gegengewicht zu vergrößern. Dazu kann um das unterhalb des isolierenden Tragrohres 2 liegende Stahlrohr 4 eine zweite untere Reuse 47 in gleicher oder ähnlicher Bauform wie die obere Reuse 3 angeordnet werden (7).Furthermore, it may be advantageous to increase the antenna capacity by a capacitive counterweight. This can be done around the below the insulating support tube 2 lying steel pipe 4 a second lower trap 47 in the same or similar design as the upper trap 3 to be ordered ( 7 ).

Bin hoher Isolationswiderstand der Antenne spielt für die Leistungsabstrahlung eine wichtige Rolle. Bereits eine Verschlechterung des Isolationswiderstandes von ∞ auf 1 MΩ kann zu einem Leistungsabfall von 1 dB führen. Auch bei einer sehr langen Isolationsstrecke wie bei dem isolierenden Tragrohr ist eine Abnahme des Isolationswiderstandes durch Umwelt- und Wettereinflüsse, z. B. durch Versalzen, Verschmutzen oder Vereisen, nicht völlig auszuschließen.am high insulation resistance of the antenna plays for the power radiation an important role. Already a deterioration of the insulation resistance from ∞ up 1 MΩ can lead to a power loss of 1 dB. Even with a very long isolation distance as with the insulating support tube is a decrease in the insulation resistance due to environmental and weather influences, z. As by salting, soiling or icing, not completely ruled out.

Der isolierende obere Rohrabschnitt 2 (Tragrohr) liegt in schwer zugänglicher Höhe. Eine Reinigung ist daher schwierig. Zur Lösung dieses Problems kann eine Reinigungstechnik eingesetzt werden, bei der wie in 8 dargestellt das obere Ende des Tragrohres 2 von ringförmig angeordneten Spritzdüsen 50 umgeben ist Ein Druckschlauch 53, der im Innern des Stahlrohrs 4 sowie zwischen Spule 1 und Innenwand des Tragrohrs 2 verlegt ist, leitet Reinigungsflüssigkeit über mindestens ein Rohr 51 zu den Spritzdüsen, die im Bereich des oberen Rohrflansches 52 des Tragrohres 2 angebracht sind. Die Reinigung kann während des Betriebes erfolgen, sofern eine nichtleitende Reinigungsflüssigkeit verwendet wird.The insulating upper pipe section 2 (Support tube) is in difficult to reach height. Cleaning is therefore difficult. To solve this problem, a cleaning technique can be used in which, as in 8th represented the upper end of the support tube 2 of annular spray nozzles 50 is surrounded by a pressure hose 53 , inside the steel pipe 4 as well as between coil 1 and inner wall of the support tube 2 laid, conducts cleaning fluid over at least one pipe 51 to the spray nozzles, which are in the area of the upper pipe flange 52 of the support tube 2 are attached. Cleaning may be done during operation if a non-conductive cleaning fluid is used.

Alternativ kann eine Reinigungsmethode eingesetzt werden, bei der das isolierende Tragrohr 2 zusätzlich auch mechanisch gereinigt wird. Eine ringförmige Bürste 54 kombiniert mit Spritzdüsen ist um das Tragrohr 2 angeordnet und liegt in der Ruhestellung am urteren Rohrflansch 55 des Tragrohres. Sie kann bei Bedarf über ein außen am Stahlmast 4 angebrachtes und an Halterungen 56 geführtes Gestänge 57 hochgeschoben werden, während gleichzeitig Reinigungsflüssigkeit zugegeben werden kann.Alternatively, a cleaning method can be used, in which the insulating support tube 2 in addition also mechanically cleaned. An annular brush 54 combined with spray nozzles is around the support tube 2 arranged and is in the rest position on Urteren pipe flange 55 of the support tube. If required, it can be connected to the outside of the steel mast 4 attached and to brackets 56 guided linkage 57 be pushed up while cleaning fluid can be added at the same time.

Sendeantennen sind als hohe Bauwerke in häufig exponierter Lage blitzgefährdet. Bei einem Blitzeinschlag 15 (1) in die Reuse 3 wird die Blitzenergie über eine Überschlagsstrecke (Funkenstrecke) 16 am isolierenden oberen Tragrohr 2 vorbei in das geerdete Stahlohr 4 und dann in das Erdungsnetz 8 abgeleitet. Je zwei bis vier Elektroden 17, 18 am oberen bzw. unteren Flansch des Tragrohres bilden die Überschlagsstrecke. Die Verlängerungsspule 1 verhindert durch ihre hohe Induktivität einen steilen Stromanstieg. Auf der abgeschirmt verlegten Antennenzuleitung 9. 10 steht daher nur eine kleine vom Blitz induzierte Spannung. Sie wird weiter durch einen Tiefpaß 12, bestehend aus Längsinduktivitäten 13 und Querkapazitäten 14. abgeschwächt. so daß am Ausgang 9 des Anpaßtransformators 7 nur noch ein üblicher Überspannungsableiter 19 zur Spannungsbegrenzung erforderlich ist. Die Querkapazitäten 14 können von der Streukapazität zwischen Antennenzuleitung 9, 10 und geerdetem Stahlrohr 4 gebildet werden.Transmitting antennas are at risk of being exposed to light as tall structures in a frequently exposed position. In a lightning strike 15 ( 1 ) in the trap 3 is the flash energy over a rollover distance (spark gap) 16 on the insulating upper support tube 2 over in the grounded steel tube 4 and then into the ground network 8th derived. Two to four electrodes each 17 . 18 at the upper and lower flange of the support tube form the flashover route. The extension coil 1 prevents a steep increase in current due to its high inductance. On the shielded laid antenna cable 9 , 10 is therefore only a small voltage induced by lightning. It continues through a low pass 12 consisting of longitudinal inductors 13 and cross capacities 14 , weakened. so that at the exit 9 of the matching transformer 7 only a common surge arrester 19 is required to limit the voltage. The cross capacities 14 can from the stray capacitance between antenna feed 9 . 10 and earthed steel pipe 4 be formed.

Bei hohen Bauwerken in der Nähe von Flughäfen ist häufig eine Hindernisbefeuerung, d. h. eine Ausrüstung mit Flugwarnleuchten vorgeschrieben. Jedoch ist es bei den bisher verwendeten Antennen noch nicht gelungen, mit vertretbarem Aufwand die Antennen mit Hinderniswarnleuchten auszurüsten. Bei der erfindungsgemäßen Antenne kann diese Aufgabe relativ einfach gelöst werden, weil der Einspeisepunkt 9 und die Antennenzuleitung 9, 10 niederohmig sind und die Gesamtinduktivität in einer Spule 1 verceinigt ist.In the case of high structures near airports, obstacle lighting, ie equipment with warning lights, is often required. However, it has not yet succeeded in the antennas used to equip the antennas with obstacle warning lights with reasonable effort. In the antenna according to the invention, this task can be solved relatively easily, because the feed point 9 and the antenna feed line 9 . 10 are low impedance and the total inductance in a coil 1 is cultured.

Die Hinderniswarnleuchte 60 (9) ist am Fußpunkt der Reuse 3 oberhalb des isolierenden Tragrohres angebracht. Eine Stromversorgung 61 speist die Hinderniswarnleuchte. Die Doppelleitung 62, 63, 64 zwischen Stromversorgung und Hinderniswarnleuchte wird zusammen mit der Antennenleitung 9, 10, 11 über den Anpaßtransformator 7 und die Verängerungsspule 1 geführt. Der Anpaßtransformator und die Verlängerungsspule erhalten demnach je eine Wicklung aus drei parallel geführten Adern (trifilare Wicklung). In allen drei Adern wird die gleiche Hochfrequenzspannung induziert. Sie liegen daher auf gleichem Hochfrequenzpotential und beeinflussen sich gegenseitig nicht.The obstacle warning light 60 ( 9 ) is at the foot of the trap 3 mounted above the insulating support tube. A power supply 61 feeds the obstacle warning light. The double line 62 . 63 . 64 between the power supply and the obstacle warning light comes together with the antenna cable 9 . 10 . 11 via the matching transformer 7 and the extension coil 1 guided. The matching transformer and the extension coil accordingly each receive a winding of three parallel-guided wires (trifilare winding). In all three wires, the same high-frequency voltage is induced. They are therefore at the same high frequency potential and do not affect each other.

Bei dieser Lösung ist die Stromversorgung der Hinderniswarnleuchte galvanisch getrennt von der Antenne. Ist die Stromversorgung 61 geerdet, wie in 10 dargestellt, so kann die Hinderniswarnleuchte über die Antennenzuleitung 9, 10, 11 und die Leitung 65, 66, 67 gespeist werden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß auf dem Anpaßtransformator 7 und der Verlängerungsspule 1 nur zweiadrige (bifilare) Wicklungen aufzubringen sind.In this solution, the power supply of the obstacle warning light is galvanically isolated from the antenna. Is the power supply 61 grounded, as in 10 shown, the obstacle warning light on the antenna feed line 9 . 10 . 11 and the line 65 . 66 . 67 be fed. The advantage of this design is that on the matching transformer 7 and the extension spool 1 only two-core (bifilar) windings are applied.

Eine wichtige betriebliche Forderung, die bisher nicht oder nicht zufriedenstellend erfüllt ist, ist die leichte Wartbarkeit der Antenne. Inspektionen und Wartungsarbeiten sind in bestimmten Intervallen durchzuführen oder es sind beispielsweise Sturmschäden an der Dachkapazität zu beseitigen. Diese Arbeiten müssen schnell durchgeführt werden können, damit die Betriebsunterbrechung nur kurz ist. Die Rohrmastantenne muß hierzu auf einfache Weise niedergeholt und wieder aufgerichtet werden können. Diese Forderung kann, wie in 11 dargestellt, dadurch erfüllt werden, daß der Rohrmast 2, 4 um eine quer zu seiner Längsachse verlaufende horizontale Schwenkachse 70 schwenkbar ist. Die Schwenkachse liegt z. B. auf 1/5 der Gesamthöhe der Antenne.An important operational requirement, which has not been satisfactorily or not satisfactorily met, is the easy maintainability of the antenna. Inspections and maintenance must be carried out at certain intervals or, for example, storm damage to the roof capacity must be eliminated. This work must be carried out quickly, so that the business interruption is only short. The tubular mast antenna must be brought down for this purpose in a simple manner and can be raised again. This requirement can, as in 11 represented, be met by the fact that the tubular mast 2 . 4 about a transverse to its longitudinal axis horizontal pivot axis 70 is pivotable. The pivot axis is z. B. to 1/5 of the total height of the antenna.

Die Schwenkachse kann durch eine Stahlwelle 71 gebildet werden, die fest mit dem Rohrmast 4 verbunden ist, und die in den beiden Ständerholmen 72, 73 des gabelförmigen Antennenständers drehbar gelagert ist. Alternativ kann die Schwerkachse 70 als Stahlachse 71 auch in den beiden Ständerholmen befestigt sein, und der Rohrmast dreht sich um die feststehende Stahlachse. Eine dritte Variante besteht dann, daß die Stahlachse 72 durch zwei in den Ständerholmen befestigte Lagerzapfen 74, 75 ersetzt ist.The pivot axis can be through a steel shaft 71 be formed firmly with the tubular mast 4 connected, and in the two stand spars 72 . 73 the fork-shaped antenna stand is rotatably mounted. Alternatively, the gravity axis 70 as steel axle 71 also be mounted in the two uprights, and the tube mast rotates about the fixed steel axis. A third variant is then that the steel axis 72 by two mounted in the stand spars bearing pin 74 . 75 is replaced.

In das untere bodennahe Ende des Rohrmastes 4 ist in vorteilhafter Weise ein Ausgleichsgewicht (Gegengewicht) 76 eingesetzt mir einem solchen Gewicht, daß sich die gesamte Antenne in einem stabilen Gleichgewicht um die horizontale Schwenkachse befindet. Trotz der niedrigen Höhe der Schwenkachse – bezogen auf die Gesamthöhe der Antenne – ist die Antenne durch diese Maßnahme nicht mehr kopflastig.In the lower ground near end of the tubular mast 4 is advantageously a balance weight (counterweight) 76 used such a weight that the entire antenna is in a stable equilibrium about the horizontal pivot axis. Despite the low height of the pivot axis - based on the total height of the antenna - the antenna is no longer top-heavy by this measure.

Ein Riegel 77 kann das unter Ende des Rohrmastes mir den Ständerholmen verbinden und sichert damit die Antenne in der vertikalen Betriebslage. Nach Lösen der Schraubverbindungen des Riegels kann die Antenne schnell und ohne großen Kraftaufwand zu Wartungsarbeiten niedergeholt und danach wieder aufgerichtet werden.A latch 77 can connect the end of the mast with the stand rails and thus secures the antenna in the vertical operating position. After loosening the screw of the bolt, the antenna can be brought down quickly and without much effort for maintenance and then raised again.

Die gesamte Elektronik zur Abstimmung und zum Betrieb der Antenne kann in einem Gehäuse 78 im unteren Teil des Antennenmastes direkt oberhalb des Ausgleichsgewichtes 76 untergebracht werden. Mehrere Kabel führen von außen in das Elektronikgehäuse: das 50Ω-Speisekabel, ein mehradriges Steuerkabel und das Stromversorgungskabel. Sie müssen vom Antennenmast gelöst werden, wenn die Antenne zu Wartungszwecken niedergeholt wird. Das Lösen von Kabelverbindungen kostet Zeit und ist auch eine potentielle Fehlerquelle, wenn bei schlechtem Wetter Feuchtig keit in die Kabelverbindungen eindringt.All the electronics for tuning and operating the antenna can be housed in one housing 78 in the lower part of the antenna mast directly above the counterweight 76 be housed. Several cables lead into the electronics housing from the outside: the 50Ω power cable, a multi-core control cable, and the power supply cable. They must be disconnected from the antenna mast when the antenna is fetched for maintenance. The removal of cable connections takes time and is also a potential source of error when in bad weather moisture enters the cable connections.

Diese Fehlerquelle kann dadurch ausgeschaltet werden, daß alle Kabel durch eine als Hohlwelle ausgebildete Stahlwelle 71 bzw. durch einen als Hohlzapfen ausgebildeter Lagerzapfen 74, 75 vom Ständerholm 72, 73 aus in den Rohrmast 4 und zum Elektronikgehäuse 78 geführt werden. Der Kabelweg 80 ist damit wie Folgt: Vom Sender 5 kommend liegen die Kabel zunächst im Erdreich. Sie laufen dann durch das Fundament 79 in den Ständerholm 72 oder 73 bis zu einem Anschlußkasten 81 im Ständerkopf.This source of error can be turned off by all cables through a steel shaft designed as a hollow shaft 71 or by a trained as a hollow journal journals 74 . 75 from the stand spar 72 . 73 out in the tube mast 4 and to the electronics housing 78 be guided. The cable route 80 is as follows: From the transmitter 5 Coming, the cables are initially in the ground. They then run through the foundation 79 in the stand spar 72 or 73 up to a junction box 81 in the stand head.

Von dort aus ist der Kabelweg wie beschrieben. Bei dieser Kabelführung sind die Kabel auf der gesamten Strecke wetter- und blitzgeschützt verlegt.From out there is the cable as described. In this cable guide are the cables laid weather and lightning protected along the entire route.

12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen selbsttragenden Rohrmastantenne in einer Seitenansicht. Die Antenne ist insgesamt 25 m hoch, davon entfallen 4 m auf die Reuse 3, 5 m auf das isolierende Tragrohr 2 (GFK-Rohr) und 16 m auf den Stahlrohrmast 4. Die 16m-Länge des Stahlrohrmastes ist in Rohrschußlängen von 5 m, 4 m, 4 m und 3 m unterteilt. 12 shows an embodiment of the self-supporting tubular mast antenna according to the invention in a side view. The antenna is a total of 25 m high, of which account for 4 m on the trap 3, 5 m on the insulating support tube 2 (GRP pipe) and 16 m on the steel pipe mast 4 , The 16m length of the steel pipe mast is divided into pipe lengths of 5 m, 4 m, 4 m and 3 m.

Die Schwenkachse 70 liegt in 5 m Höhe. Die obere Reuse 3 und die untere Reuse 47 haben einen max. Durchmesser von 6 m. Das Ausgleichsgewicht besteht aus Blei und beträgt etwa 2000 kg. Es ist in Barren von je 11,3 kg aufgeteilt. Im Hinblick auf eine leichte Transportfähigkeit und Errichtung der Antenne ohne schweres Baugerät ist kein Bauteil länger als 6 m und schwerer als 1000 kg.The pivot axis 70 is 5 meters high. The upper trap 3 and the lower trap 47 have a max. Diameter of 6 m. The balance weight consists of lead and is about 2000 kg. It is divided into bars of 11.3 kg each. In view of easy transportability and erection of the antenna without heavy construction equipment, no component is longer than 6 m and heavier than 1000 kg.

Claims

Self-supporting tubular mast antenna with a designed as a support tube made of insulating glasfa server-reinforced plastic existing upper tube section and with an in this, the antenna electrically extending extension coil, characterized in that the cylindrical coil formed as an extension coil ( 1 ) within the upper tube section ( 2 ) is arranged, wherein a part of the extension coil ( 1 ) is provided as a tuning coil, in the highly conductive or highly permeable immersion body ( 20 ) are axially displaceable, and that the lower tube section as a grounded steel tube ( 4 ) is formed, in which the antenna feed line ( 9 . 10 ) as well as a matching, measuring and control electronics including a servomotor ( 27 ) are arranged for the coil tuning.

Pipe pole antenna according to claim 1, characterized in that as a well-conductive immersion body ( 20 ) a cylindrical tube made of copper and as a highly permeable immersion body ( 20 ) a bundle of ferrite rods are used.

Pipe pole antenna according to claim 2, characterized in that in the case of two axially displaceable submerged bodies ( 23 . 24 ) from both sides in opposite directions in the extension coil ( 1 ) are submersible.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that that of the servomotor ( 27 ) delivered mechanically to the immersion bodies ( 20 . 23 . 24 ) is transferable.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that in the lower tube section ( 4 ) in the antenna feed line ( 9 . 10 ) Longitudinal inductances ( 13 ) and cross capacities ( 14 ) a low-pass chain ( 12 ) form.

Pipe pole antenna according to Claim 5, characterized in that the transverse capacitances ( 14 ) of the stray capacitance between antenna feed line ( 9 . 10 ) and grounded steel pipe ( 4 ) are formed.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the roof capacity of the antenna of a rhombus-shaped upper trap ( 3 ) and around the tubular steel mast ( 4 ) a lower trap ( 47 ) is arranged.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the upper end of the insulating pipe section ( 2 ) of annular spray nozzles ( 50 ), to which at least one connecting pipe ( 51 ) and one inside the steel tube ( 4 ) and between extension coil ( 1 ) and inner wall of the insulating pipe section ( 2 ) laid pressure hose ( 53 ) Cleaning liquid is conveyed.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that a cleaning device on the insulating pipe section ( 2 ), in which a combination ( 54 ) of brush and spray nozzles this pipe section ( 2 ) surrounds annular and axially displaceable thereon.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that above the insulating pipe section ( 2 ) an obstacle warning light ( 60 ) is attached, the power supply double line ( 62 . 63 . 64 ) together with the antenna feed line ( 9 . 10 . 11 ) is designed as a three-wire line on the secondary side of the matching transformer ( 7 ) and on the extension coil ( 1 ) is designed as a three-wire (trifilar) windings.

Pipe pole antenna according to claim 10, characterized in that the obstacle warning lamp ( 60 ) with the inclusion of the antenna feed line ( 9 . 10 . 11 ) via a double line ( 9 . 10 . 11 and 65 . 66 . 67 ) which can be fed to the secondary side of the matching transformer ( 7 ) and on the extension coil ( 1 ) is designed as a two-wire (bifilar) windings.

Pipe pole antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular mast ( 4 ) about a transverse to its longitudinal axis pivot axis ( 70 ) is pivotable, wherein the pivot axis ( 70 ) the steel pipe ( 4 ) penetrated approximately in the center of gravity of the tubular mast antenna.