DE19838406C1 - Radom für ein freies Ende eines hochfrequente Funksignale aussendenden und/oder empfangenden Hohlleiters - Google Patents

Abstract

Um ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere eines hochfrequente Funksignale aussendenden und/oder empfangenden Hohlleiters (FH) zu verhindern, wird an dessen freiem Ende (E) eine einen freien Innenraum aufweisende, das freie Ende (E) des Hohlleiters (FH) umschließende, dünnwandige, annähernd kugelförmige und aus dämpfungsarmem Material bestehende Abdeckung (TT) aufgebracht. Vorteilhaft wird ein Ansammeln von Feuchtigkeit oder Wasser vor der Austrittsöffnung (AO) des Hohlleiters (TT) und eine Störung der Funkverbindung vermieden.

Description

Bei drahtlosen, auf Funkkanälen basierenden Kommunikations­ netzen, insbesondere bei Punkt-zu-Multipunkt Funk-Zubringer­ netzen - auch als "radio in the local loop" bzw. "RLL" be­ zeichnet - sind mehrere Netzabschlußeinheiten jeweils über einen oder mehrere Funkkanäle an eine Basisstation - auch als "radio base station" bzw. "RBS" bezeichnet - angeschlossen. Im telcom report Nr. 18 (1995), Heft 1 "Drahtlos zum Freizei­ chen", Seite 36, 37 ist beispielsweise ein drahtloses Zubrin­ gernetz - auch als Teilnehmerzugangsnetz oder ACCESS-Network bezeichnet - für die drahtlose Sprach- und Datenkommunikation beschrieben. Das beschriebene Kommunikationssystem stellt ei­ nen RLL-Teilnehmeranschluß in Kombination mit moderner Breit­ band-Infrastruktur dar - z. B. "fiber to the curb" -, welches in kurzer Zeit und ohne großen Aufwand anstelle der Verlegung von drahtgebundenen Anschlußleitungen realisierbar ist. Die den einzelnen Teilnehmern zugeordneten Netzabschlußeinheiten RNT - Radio Network Termination - sind über das Übertragungs­ medium "Funkkanal" und die Basisstation RBS an ein übergeord­ netes Kommunikationsnetz, beispielsweise an das ISDN-orien­ tierte Festnetz, angeschlossen.

Die in den drahtlosen Netzabschlußeinheiten oder in den zen­ tralen Basisstationen eines aktuellen drahtlosen Punkt-zu- Multipunkt Kommunikationsnetzes angeordneten Funksysteme be­ stehen aus einer im Innenraum der Basisstationen oder der Netzabschlußeinheiten angeordneten Inneneinheit - auch als "Indoor-Unit" bezeichnet für die Verarbeitung der zu übermit­ telnden Informationen in Basisband und Zwischenfrequenzband und einer im Außenbereich der Basisstationen oder Netzab­ schlußeinheiten angeordneten Sende- und Empfangseinheit - auch als "Outdoor-Unit" bezeichnet. Eine Outdoorunit weist im allgemeinen eine Hochfrequenzeinheit zur Verarbeitung von ein- und ausgehenden, hochfrequenten Funksignalen und eine Sende- bzw. Empfangsantenne auf. Aktuelle Sende- und Empfangsantennen, insbesondere die in Funk-Kommunikationsnet­ zen mit hohen Übertragungsraten bzw. hohen Funkfrequenzen - beispielsweise 38 GHz - eingesetzten Sende- und Empfangsan­ tennen bestehen aus einem mit der Hochfrequenzeinheit verbun­ denen Hohlleiter - auch als "Feederhorn" bezeichnet - und ei­ nem Parabolspiegel zur Bündelung der ein- und ausgehenden, hochfrequenten Funksignale. Derartige Antennen werden auch als Parabolantennen bezeichnet. Die Outdoorunit ist dem Wet­ ter, d. h. speziell dem Regen und den jeweils auftretenden Windverhältnissen, direkt ausgesetzt und muß durch eine Ab­ deckung - auch als Radom bezeichnet - insbesondere vor Feuch­ tigkeit geschützt werden. Um ein direktes Eintreten von Was­ ser in das Feederhorn zu verhindern, wird bei aktuellen Para­ bolantennen das Radom direkt an der Austrittsöffnung des Hohlleiters bzw. des Feederhorns angebracht, wobei zur Ver­ meidung von Dämpfungsverlusten dünne Teflon- oder Polyethy­ lenfolien mit geringem Verlustfaktor oder reflexionsarme λ/4- Platten als Radommaterial eingesetzt werden.

Bei den in aktuellen Funk-Kommunikationsnetzen verwendeten Funkfrequenzen von beispielsweise 38 GHz weisen die Innenab­ messungen und damit auch die Austrittsöffnung des als Feeder­ horn eingesetzten Rechteckhohlleiters nur noch eine Fläche von wenigen Quadratmillimetern auf, wodurch die Sende- und Empfangseinheit bei im Innern des Hohlleiters auftretender Feuchtigkeit extrem störanfällig wird. So wurde beispiels­ weise durch Feldversuche ein Anstieg der Dämpfung des Feeder­ horns durch wasserbedingte Oxidationsprodukte bereits nach wenigen Tagen um mehr als 30 Dezibel nachgewiesen. Neben dem Feederhorn muß auch das Innere der Hochfrequenzeinheit und insbesondere die darin angeordnete Hochfrequenz-Elektronik vor auftretender Feuchtigkeit geschützt werden.

Es sind zwei Methoden bekannt, das Innere einer Hochfre­ quenzeinheit und das Innere eines mit der Hochfrequenzeinheit verbundenen Hohlleiters bzw. Feederhorns vor Feuchtigkeit oder vor Eintritt von Wasser zu schützen. Bei der ersten Me­ thode wird die Hochfrequenzeinheit hermetisch dicht ver­ schlossen, wobei für ein hermetisches Abdichten neben Gummi­ dichtungen für alle Deckel der Hochfrequenzeinheit eine wei­ tere Abdeckung bzw. ein Radom am Ende des Feederhorns erfor­ derlich ist. Beispielsweise kann eine dünne Teflonfolie mit Hilfe eines Schrumpfschlauches an der Austrittsöffnung des Feederhorns befestigt werden. Nachteilig stellt die aufge­ brachte Teflonfolie den kältesten Punkt innerhalb der von der Hochfrequenz-Elektronik aufgeheizten Hochfrequenzeinheit und des Feederhorns dar, so daß eventuell im Innern der Hochfre­ quenzeinheit bzw. im Innern des Feederhorns befindliche Luft­ feuchtigkeit insbesondere auf der Oberfläche der Teflonfolie kondensiert. Bei Funkfrequenzen im Bereich von 38 GHz hat ein beispielsweise eine Dicke von 0,2 mm aufweisender Kondenswas­ serfilm auf der Oberfläche der Folie einen Dämpfungswert von etwa 40 Dezibel zur Folge, was zum Abbau bzw. Zusammenbruch bereits bestehender Funkverbindungen führen kann. Desweiteren kann wegen der geringen Ausmaße der Austrittsöffnung des Fee­ derhorns ein einzelner auf der Oberfläche der mit einer Teflonfolie verschlossenen Austrittsöffnung angeordneter Re­ gentropfen eine für den Normalbetrieb des Funk-Kommunikati­ onsnetzes inakzeptable Dämpfung verursachen.

Als weitere Maßnahme zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit in­ nerhalb der Hochfrequenzeinheit ist der Einsatz von stark wasseranziehenden Trocknungsmitteln bekannt. Trocknungsmittel haben jedoch den Nachteil, daß die Aufnahmekapazität begrenzt ist und somit die Gefahr besteht, daß die Aufnahmekapazität des Trocknungsmittels im Laufe des Betriebs überschritten wird.

Desweiteren sind bei Mobilfunk-Kommunikationssystemen Para­ bolantennen bekannt, welche in einem eine aus dämpfungsarmem Radommaterial bestehenden Vorderseite aufweisenden Gehäuse angeordnet sind. Da sich das Feederhorn relativ weit vor dem Parabolspiegel in dessen Brennpunkt befindet, muß das Gehäuse entsprechend groß konzipiert sein. Folglich weist das Gehäuse eine erhebliche Windangriffsfläche auf, wodurch die Halterung für die Parabolantenne und für die Hochfrequenzeinheit sehr aufwendig ausgestaltet sind. Desweiteren verursachen derartig ausgestaltete Antennen-Gehäuse einen optisch unförmigen Ein­ druck, durch welchen das Stadtbild erheblich gestört wird.

In den Druckschriften DE 41 16 095 C2 und EP 0 322 498 ist jeweils ein als Allwetterschutz für eine Parabolantenne aus­ gestaltetes Radom für ein freies Ende eines hochfrequente Funksignale aussendenden und/oder empfangenden Hohlleiters bzw. Feederhorn bekannt, wobei das Radom als einen freien In­ nenraum aufweisende, das freie Ende des Feederhorns umschlie­ ßende, dünnwandige, annähernd halbkugelförmige und aus dämp­ fungsarmen Material bestehende Abdeckung ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders ein­ fache und wirtschaftliche Möglichkeit zur Realisierung eines Radoms für in hochfrequenter Funk-Kommunikationsnetzen einge­ setzte Parabolantennen mit Feederhorn zu finden. Die Aufgabe wird durch ein Radom gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnendes Merkmal gelöst.

Das erfindungsgemäße Radom für ein freies Erde eines hochfre­ quente Funksignale aussendenden und/oder empfangenden Hohl­ leiters ist als das freie Erde des Hohlleiters umschließende Abdeckung ausgestaltet. Der wesentliche Aspekt des erfin­ dungsgemäßen Radoms besteht darin, daß die Abdeckung durch einen Tischtennisball realisiert ist.

Als wesentlicher Vorteil stellt die Verwendung eines Tisch­ tennisballes als Radom eine äußerst kostengünstige und somit wirtschaftliche Realisierung des Radoms dar. Desweiteren weisen Tischtennisbälle eine sehr dünne Oberfläche auf, wobei der Verlustfaktor des Materials sehr gering ist. Vorteilhaft weisen als Radom eingesetzte Tischtennisbälle sehr geringe Dämpfungswerte auf. Als weiteren Vorteil weist der auf den Hohlleiter aufgebrachte Tischtennisball - verglichen mit der Austrittsöffnung des Hohleiters - eine relativ große Oberflä­ che auf, so daß auf der Oberfläche des Tischtennisballs auf­ treffende Regentropfen großflächig verteilt werden und somit die durch Regentropfen verursachte Dämpfung gering ist. Zudem laufen auf der Oberfläche des Tischtennisballs befindliche Regen- bzw. Wassertropfen sehr schnell ab. Desweiteren stellt das Radom eine nur geringe Windangriffsfläche dar und findet im Stadtbild kaum Beachtung.

Vorteilhaft weist der Tischtennisball eine Öffnung zur Auf­ nahme des freien Endes des Hohlleiters auf, wobei der Tisch­ tennisball wetterfest auf dem Hohlleiter aufgebracht und mit einer Öffnung zur Belüftung des Innenraums versehen ist - Anspruch 2. Durch die Belüftung des Innenraums des Tischten­ nisballs wird ein Kondensieren von Wasser an der Innenseite der Abdeckung und somit eine Zunahme der Dämpfungswerte ver­ hindert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Hohlleiter als einer Parabolantenne zugeordnetes Feederhorn ausgestaltet, welches mit einer die Funksignale erzeugenden oder verarbeitenden Hochfrequenzeinheit verbunden ist. Die Hochfrequenzeinheit ist mit einer Öffnung zur Belüftung des Innenraums versehen - Anspruch 3. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird der Schutz des Feederhorns und der damit verbundenen Hochfrequenzeinheit vor Kondenswasser weiter ver­ bessert.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Radom für ein freies Ende eines hochfrequente Funksignale aussendenden und/oder empfangenden Hohlleiters mit Hilfe eines Blockschaltbildes detailliert beschrieben.

Das Blockschaltbild zeigt ein Anordnungsbeispiel einer Out­ doorunit, beispielsweise eine im Außenbereich einer drahtlosen Netzabschlußeinheit angeordnete Sende- und Empfangseinheit SE. Die dargestellte Sende- und Empfangseinheit SE weist eine mit einer Belüftungsöffnung OH versehene Hochfrequenzeinheit HF auf, welche mit einem als Feederhorn ausgestalteten Hohl­ leiter FH verbunden ist. Das freie Ende E des Feederhorns FH weist eine Austrittsöffnung AO auf, welche im Brennpunkt ei­ ner Parabolantenne P angeordnet ist. Die Austrittsöffnung AO weist keine direkte Abdeckung - beispielsweise durch eine Te­ flonfolie - auf, so daß ein Kondensieren von Wasser am Ende E des Feederhorns FH verhindert wird. Erfindungsgemäß wird auf das freie Ende E des Feederhorns FH ein Tischtennisball TT aufgebracht, wobei der Tischtennisball TT bis etwas zur Hälfte über das Ende E des Feederhorns FH geschoben wird, bis sich die Austrittsöffnung AO im Zentrum des Tischtennisballs TT befindet. Anschließend wird der Tischtennisball TT mit Hilfe von Silikon, wasserdicht und wetterfest befestigt, wo­ bei durch die wasserdichte bzw. wetterfeste Befestigung ein Eindringen von Wasser bei ungünstigen Wetterbedingungen - beispielsweise Regen und Wind - verhindert wird.

Um eine Belüftung des Innenraumes des Tischtennisballes zu erreichen, ist auf der dem Erdboden zugewandten Seite des Tischtennisballes TT eine Belüftungsöffnung OT angebracht, durch welches eventuell im Innenraum des Tischtennisballes TT befindliches Wasser abgeleitet wird. Durch die erfindungsge­ mäße Verwendung eines Tischtennisballs als Radom für Para­ bolantennen mit Feederhorn FH wird mit geringstem technischen und wirtschaftlichem Aufwand ein Eindringen von Wasser in das Feederhorn FH und ein Ansammeln von Feuchtigkeit im Innern der Hochfrequenzeinheit HF und des Feederhorns FH verhindert und somit einem Auftreten einer inakzeptablen hohen Dämpfung durch vorhandene Luftfeuchtigkeit insbesondere bei Einsatz von hochfrequenten Funksignalen entgegengewirkt. Zudem weist das Material des Tischtennisballs TT einen sehr geringen Verlustfaktor auf, wodurch die Zusatzdämpfung durch das auf das Ende des Feederhorns aufgebrachte Radom entsprechend klein ist.

Es sei angemerkt, daß das erfindungsgemäße Radom auch durch eine beliebige Form aufweisende - z. B. würfelförmiges Radom - und aus dämpfungsarmem Material bestehende Abdeckungen rea­ lisiert sein kann.

Claims (3)

1. Radom für ein freies Ende eines hochfrequente Funksignals aussendenden und/oder empfangenden Hohlleiters, welches als das freie Ende des Hohlleiters umschließende Abdeckung ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch einen Tischtennisball (TT) realisiert ist.

2. Radom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß der Tischtennisball (TT) eine Öffnung zur Aufnahme des freien Endes (E) des Hohlleiters (FH) aufweist,
• 2. daß der Tischtennisball (TT) wetterfest auf dem Hohlleiter (FH) befestigt ist, und
• 3. daß der Tischtennisball (TT) mit einer Öffnung (OT) zur Belüftung des Innenraums versehen ist.

3. Radom nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß der Hohlleiter (FH) als einer Parabolantenne (P) zuge­ ordnetes Feederhorn (FH) ausgestaltet ist, und
• 2. daß das Feederhorn (FH) mit einer die Funksignale erzeugen­ den oder verarbeitenden, wasserdicht ausgestalteten Hoch­ frequenzeinheit (HF) verbunden ist, und
• 3. daß die Hochfrequenzeinheit (HF) mit einer Öffnung (OH) zur Belüftung des Innenraums versehen ist.