DE202004020508U1 - Antenna system for simultaneous operation in different frequency ranges e.g. for submarine, using 2 quadrifilary helix antennae with double coils wound around common longitudinal axis - Google Patents
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Abstract
Description
I. AnwendungsgebietI. Field of application
Die Erfindung betrifft ein Antennensystem zum gleichzeitigen Betrieb in wenigstens zwei verschiedenen Frequenzbereichen, insbesondere zum Senden und Empfangen im Vollduplex-Betrieb, insbesondere für die Verwendung bei U-Booten.The The invention relates to an antenna system for simultaneous operation in at least two different frequency ranges, in particular for sending and receiving in full duplex mode, especially for use in submarines.
II. Technischer HintergrundII. Technical background
Bei der Satellitenkommunikation zwischen feststehenden und bewegten Anwendern aus Luft- und Schifffahrt, somit unter anderem auch bei der Satellitenkommunikation von U-Booten, werden üblicherweise Antennenstrukturen verwendet, die bei einer zirkularen Polarisierung ein quasi-hemisphärisches Abstrahlungsdiagramm aufweisen, da in diesem Fall die Notwendigkeit eines Nachführens des Antennensystems an die gegebenenfalls geostationären Satellitensysteme vermieden werden kann.at Satellite communication between fixed and moving Users from aviation and shipping, thus including among others Satellite communication of submarines, usually become antenna structures used in a circular polarization, a quasi-hemispheric Radiating diagram, since in this case the need a tracking of the antenna system to the possibly geostationary satellite systems can be avoided.
Nach dem heutigen Kenntnisstand ist die einzige Antennenstruktur, die diese geforderten Eigenschaften aufweist, eine resonante quadrifilare Helixantenne. Diese besteht üblicherweise aus zwei Doppelwendeln, die sich um eine gemeinsame Längsachse winden, orthogonal zueinander angebracht sind und mit 90° Phasenverschiebung angeregt werden.To The current state of knowledge is the only antenna structure that has these required properties, a resonant quadrifilar Helix antenna. This usually exists from two double helices, which extend around a common longitudinal axis windings are orthogonal to each other and with 90 ° phase shift be stimulated.
Da es sich bei einem derartigen Antennensystem um ein resonant arbeitendes System handelt, ist die nutzbare Bandbreite beschränkt und es ist schwierig, eine Anpassung an eine Breitbandnutzung oder an eine Verwendung für zwei verschiedene Frequenzen zu erreichen. In Fällen, bei denen ein Betrieb in verschiedenen Frequenzbereichen benötigt wird, muss demzufolge üblicherweise auf zwei separate, räumlich getrennte quadrifilare Helixantennen zurückgegriffen werden. Dies gilt insbesondere, wenn ein Betrieb gleichzeitig in beiden Frequenzbereichen möglich sein soll.There it is in such an antenna system to a resonant working System, the usable bandwidth is limited and it is difficult to adapt to broadband usage or to a use for to reach two different frequencies. In cases where one operation is required in different frequency ranges, therefore, usually on two separate, spatially separate quadrifilar helical antennas are used. this applies especially when operating simultaneously in both frequency ranges possible should be.
Ein
Beispiel für
einen derartigen Fall bildet das UHF-Satcom Satellitenkommunikations-System,
bei dem das Senden und das Empfangen von Daten in unterschiedlichen
Frequenzbereichen erfolgen:
Als vorteilhaft ist hierbei anzusehen, wenn gleichzeitig und unabhängig voneinander gesendet und empfangen werden kann (sog. Voll-Duplex-Betrieb). Dabei ist eine geringe Verkoppelung, also ein geringes Übersprechen zwischen den Sende-/Empfangsantennen erforderlich. Hierzu ist es, wie oben bereits erwähnt wurde, üblicherweise notwendig, dass die Sende- und Empfangsantennen als getrennte Elemente ausgebildet sind.When advantageous to look at this, if at the same time and independently can be sent and received (so-called full-duplex operation). there is a low coupling, so a low crosstalk between the transmitting / receiving antennas required. This is usually, as already mentioned above necessary that the transmit and receive antennas as separate elements are formed.
Sind jedoch die Abmessungen des Antennensystems durch den zur Verfügung stehenden Raum begrenzt, so kann eine räumliche Trennung von Sende- und Empfangsantennen nur unter erheblichem Aufwand erfolgen.are However, the dimensions of the antenna system by the available Limited space, so can a spatial Separation of transmitting and receiving antennas made only with considerable effort.
Ein
Beispiel hierfür
bildet ein Antennensystem eines U-Bootes. Neben den oben genannten
Frequenzbereichen für
eine Satellitenkommunikation im UHF-Satcom System werden hier üblicherweise
sogar darüber hinaus
noch weitere Frequenzbereiche benötigt, beispielsweise:
Neben dem nur beschränkt zur Verfügung stehenden Raumangebot, besteht insbesondere für ein von U-Booten benutztes Antennensystem eine weitere Anforderung darin, dass der gesamte Aufbau der Antenne aufgrund der Positionierung an der Außenhaut des U-Bootrumpfes und der damit verbundenen Belastungen durch das umströmende Wasser möglichst kompakt sein muss. Gleichzeitig ist auch eine möglichst große Stabilität des Antennensystems gegenüber mechanischen Belastungen zu gewährleisten, da durch Schockwellen im Wasser kurzzeitige Horizontalbelastungen bis zu 400 G sowie Vertikalbelastungen bis in den Bereich von 150 G auftreten können.In addition to the limited space available, there is a further requirement in particular for an antenna system used by submarines that the entire structure of the antenna due to the positioning on the outer skin of the submarine hull and the associated burden of the circulating water as possible must be compact. At the same time, the greatest possible stability of the antenna system with respect to mechanical loads is to be ensured, since short-term horizontal loads of up to 400 G and vertical loads up to the range of 150 G can occur.
III. Darstellung der ErfindungIII. Presentation of the invention
a) Technische Aufgabea) Technical task
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein möglich kompaktes Antennensystem zu schaffen, welches einen vorzugsweise gleichzeitigen Betrieb in wenigstens zwei verschiedenen Frequenzbändern, insbesondere im Bereich der Satellitenkommunikation unter Verwendung von zirkular polarisierten Wellen mit einer quasi-hemisphärischen Abstrahlcharakteristik, ermöglicht.It is therefore the object according to the invention, one possible to provide a compact antenna system, which is a preferably simultaneous operation in at least two different frequency bands, in particular in the field of satellite communications using circular polarized waves with a quasi-hemispheric emission characteristic, allows.
Hierbei findet ein derartiges Antennensystem vorzugsweise Verwendung auf einem U-Boot. Jedoch kann auch ein Anwender beim Betrieb auf herkömmlichen Schiffen über Wasser oder an Land von den erfindungsgemäßen Vorteilen profitieren.in this connection such an antenna system preferably finds use a submarine. However, a user can also operate on conventional Ships over Water or on land benefit from the advantages of the invention.
b) Lösung der Aufgabeb) Solution of the task
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Demzufolge
wird ein Antennensystem zum gleichzeitigen Betrieb, insbesondere
zum Senden und Empfangen im Vollduplex-Betrieb, in wenigstens zwei
verschiedenen Frequenzbereichen vorgeschlagen, das neben gegebenenfalls
sonstigen vorhandenen Antennen wenigstens zwei quadrifilare Helixantennen
umfasst, von denen jede zwei orthogonal zueinander angeordnete und
mit 90° Phasenverschiebung
angeregte Doppelwendeln aufweist. Hierbei ist orthogonal so zu verstehen,
dass die beiden Doppelwendeln einer Helixantenne jeweils mit einem
Versatz von 90° in
Umlaufrichtung zueinander um die Längsachse der Helixantenne ineinander
laufen, so dass in einer radialen Schnittebene betrachtet die gedachten
Verbindungslinien zwischen den Schnittpunkten der jeweiligen Wendeln
einer Doppelwendel mit der Ebene orthogonal zueinander liegen, wie beispielsweise
in
Diese spezielle Anordnung der beiden Helixantennen zeichnet sich durch eine besonders hohe Symmetrie aus, so dass hierdurch erfindungsgemäß die gegenseitige Beeinflussung der beiden Antennen minimiert wird.These special arrangement of the two helical antennas is characterized a particularly high symmetry, so that according to the invention, the mutual Influencing the two antennas is minimized.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die jeweiligen Doppelwendeln der beiden Helixantennen auch dieselbe Steigung auf, wodurch die Symmetrie des Systems noch einmal weiter verbessert werden kann.In a preferred embodiment have the respective double helices of the two helical antennas as well the same slope, causing the symmetry of the system again can be further improved.
Vorzugsweise sind hierbei die Doppelwendeln der beiden Helixantennen auf der Mantelfläche eines zur Längsachse rotationssymmetrischen Körpers angeordnet. Als rotationssymmetrischer Körper kommt hier insbesondere ein Zylinder in Frage, jedoch sind auch andere geometrische Körper wie beispielsweise ein Konus denkbar.Preferably Here are the double helices of the two helical antennas on the lateral surface one to the longitudinal axis rotationally symmetrical body arranged. As a rotationally symmetric body comes here in particular a cylinder in question, but other geometric bodies are like For example, a cone conceivable.
Die Einspeisung der jeweiligen Helixantenne erfolgt in einer quer zur Längsachse verlaufenden Ebene, die an einem Ende der jeweiligen Helix liegt.The Infeed of the respective helix antenna takes place in a transverse to longitudinal axis extending plane, which lies at one end of the respective helix.
In dieser Einspeiseebene erfolgt die Einspeisung der jeweiligen Helixantenne auf übliche Weise, d. h. dass die jeweiligen Doppelwendeln mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad betrieben werden, wobei die Einspeisung jeder einzelnen Doppelwendel vorzugsweise über ein geeignetes Symmetrierglied erfolgt. Als Symmetrierglieder kommen aller bekannten Symmetrieübertäger mit Wicklungen oder aus Leitungselementen der bekannten Bauweisen in Frage, beispielsweise Sperrtöpfe, Symmetrierschleifen und -töpfe, Schlitzübertrager.In This feed-in level is the feed of the respective helical antenna on usual Way, d. H. that the respective double helices with a phase shift be operated by 90 degrees, with the feed of each one Double helix preferably over a suitable balun occurs. Come as baluns all known Symmetrieübertäger with Windings or line elements of the known constructions in Question, for example pots, Balancing loops and pots, Slot exchanger.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Symmetrisierung jeder Doppelwendel über einen Symmetriertrafo in Form einer Kurzschlussleitung mit λ/4-Länge.In a preferred embodiment the symmetrization of each double helix takes place via a symmetry transformer in Shape of a short-circuit cable with λ / 4-length.
Die phasenversetzte Einspeisung zur Erzeugung der Zirkularpolarisation erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von Hybridkopplungen oder Ähnlichem.The phase-offset feed for generating the circular polarization is preferably carried out under Use of hybrid couplings or the like.
In einer bevorzugten Ausführungsform fallen die beiden Einspeiseebenen der beiden Helixantennen zusammen. Die gemeinsame Einspeiseebene beider Helixantennen kann hierbei vorzugsweise an dem der Abstrahlungsrichtung zugewandten Ende der Helixantennen liegen. In diesem Fall können die vorzugsweise verwendeten Symmetriertrafos problemlos in einer symmetrischen Anordnung im Inneren der Helixantennen untergebracht werden.In a preferred embodiment the two feed levels of the two helix antennas coincide. The common entry level of both helix antennas can hereby preferably at the end facing the radiation direction of the Helix antennas are lying. In this case, the preferably used Symmetry transformers easily in a symmetrical arrangement in the Inside the helix antennas are housed.
Bevorzugt sind die Doppelwendeln wenigstens einer Helixantenne an dem nicht angeregten Ende offen. Auf diese Weise kann über die Länge der Doppelwendeln die jeweilige Resonanz der Helixantenne beeinflusst werden. In dieser Ausführungsform weisen die Doppelwendeln der beiden ineinander verschachtelt aufgebauten Helixantennen eine unterschiedliche Länge auf, so dass die beiden Helixantennen unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben.Prefers are the double helices of at least one helical antenna on the not excited end open. In this way, over the length of the double helices, the respective Resonance of the helix antenna can be influenced. In this embodiment have the double helices of the two nestled nested Helix antennas have a different length, so the two Helix antennas have different resonance frequencies.
Bei den zwei Frequenzbereichen, auf denen die beiden Helixantennen des erfindungsgemäßen Antennensystems betrieben werden können, kann es sich bevorzugt um die Bereiche von 210 – 300 MHz, insbesondere 240 – 270 MHz und von 260 – 350 MHz, insbesondere 290 – 320 MHz, handeln, um auf diese Weise ein Senden und Empfangen im UHF-Satcom System zu ermöglichen.at the two frequency ranges on which the two helical antennas of the inventive antenna system can be operated it may preferably be in the range of 210-300 MHz, in particular 240-270 MHz and from 260 - 350 MHz, in particular 290-320 MHz, act to send and receive in this way in the UHF Satcom System to enable.
Obwohl die beiden Helixantennen des erfindungsgemäßen Antennensystems vorzugsweise gleichzeitig betrieben werden können, d. h. im so genannten Full-Duplex-Betrieb, können sie auch im so genannten Half-Duplex-Betrieb verwendet werden, bei dem immer nur eine der beiden Antennen in Betrieb ist.Even though the two helix antennas of the antenna system according to the invention preferably can be operated simultaneously d. H. in so-called full-duplex operation, can They are also used in so-called half-duplex operation at which is always only one of the two antennas in operation.
Welche der beiden Betriebsarten letztendlich verwendet wird, hängt von den Anforderungen des Benutzers sowie der elektronischen Ausstattung des Antennensystems ab.Which The two modes ultimately used depends on the requirements of the user as well as the electronic equipment of the antenna system.
Vorzugsweise sind die beiden Helixantennen von ihren geometrischen Abmessungen, also beispielsweise Anzahl der Windungen oder Steigung der Windungen, insbesondere aber von ihrem Verhältnis Durchmesser zu Länge so ausgelegt, dass die eine Helixantenne ihre Resonanz im Bereich von 210 – 300 MHz, insbesondere 240 – 270 MHz und die zweite Helixantenne ihre Resonanz im Bereich von 260 – 350 MHz, insbesondere 290 – 320 MHz hat und gleichzeitig für zirkular (vorzugsweise rechtspolarisiert) polarisierte Wellen eine omnihemisphärische Strahlungscharakteristik erreicht wird.Preferably are the two helix antennas of their geometric dimensions, that is, for example, number of turns or pitch of the turns, but especially of their relationship Diameter to length designed so that the one helical antenna resonates in the field from 210 - 300 MHz, especially 240-270 MHz and the second helix antenna their resonance in the range of 260 - 350 MHz, especially 290 - 320 MHz has and at the same time for circular (preferably right polarized) polarized waves a omnihemisphärische Radiation characteristic is achieved.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Antennensystem wenigstens eine weitere Antenne, die koaxial zu den beiden Helixantennen, vorzugsweise im von den beiden Helices definierten Innenraum angeordnet ist.According to one Another aspect of the present invention comprises the antenna system according to the invention at least one other antenna coaxial with the two helix antennas, preferably arranged in the interior defined by the two helices is.
Bei dieser wenigstens einen weiteren Antenne kann es sich beispielsweise um einen Monopolstrahler, insbesondere um eine Stabantenne handeln. Jedoch sind hierbei auch andere Antennenformen denkbar, solange eine koaxiale Anordnung, vorzugsweise im Innenraum, der Helixantennen möglich ist.at This at least one other antenna may be, for example to act a monopole emitter, in particular a rod antenna. However, other types of antennas are conceivable, as long as a coaxial arrangement, preferably in the interior of the helix antennas possible is.
Um eine möglichst geringe Kopplung zwischen den Helixantennen einerseits und der zusätzlichen Antenne andererseits zu erhalten, ist eine möglichst genaue koaxiale Ausrichtung der zusätzlichen Antenne im Zentrum der Helix wünschenswert. Vorzugsweise weisen demzufolge die Strahler der zusätzlichen Antenne eine rotationssymmetrische Form auf.Around one possible low coupling between the helix antennas on the one hand and the additional Antenna on the other hand, is the most accurate coaxial alignment possible the additional Antenna in the center of the helix desirable. Accordingly, therefore, the radiators of the additional Antenna on a rotationally symmetrical shape.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antennensystems handelt es sich bei der weiteren Antenne um eine Stabantenne mit einer Dachkapazität in Form einer Platte, die aufgrund ihrer geometrischen Abmessungen zum Empfang in den Frequenzbereichen von 0,5 – 60 MHz und 125 – 190 MHz, insbesondere in den Frequenzbereichen von 1 – 30 MHz und 155 – 160 MHz verwendet werden kann.In a preferred embodiment of the antenna system according to the invention If the other antenna is a rod antenna a roof capacity in the form of a plate, due to its geometric dimensions for reception in the frequency ranges of 0.5-60 MHz and 125-190 MHz, in particular in the frequency ranges from 1 to 30 MHz and 155 - 160 MHz can be used.
Wie bereits weiter oben angedeutet wurde, ist eine möglichst symmetrische Anordnung des Antennensystems für eine Entkopplung der einzelnen Antennen voneinander äußerst wichtig. Um eine derartige symmetrische Anordnung auch bei den Umweltbedingungen, denen die Antenne im Einsatz unterworfen wird, zu gewährleisten, ist entsprechend eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ein spezieller mechanischer Aufbau vorgesehen.As has already been indicated above, is a possible symmetrical arrangement of the antenna system for a decoupling of the individual antennas from each other extremely important. In order to achieve such a symmetrical arrangement also in the environmental conditions, which the antenna is subjected to in use, to ensure is according to another aspect of the present invention a special mechanical structure provided.
Demzufolge umfasst das erfindungsgemäße Antennensystem vorzugsweise einen stabilen Grundkörper, auf dessen Außenfläche die Doppelwindungen der beiden Helixantennen entlang einer Längsachse des Grundkörpers fest angeordnet sind. Die Doppelwendeln können hierbei beispielsweise die Form von Drähten aufweisen, die auf der Außenfläche befestigt sind. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um Bänder aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Kupferbänder, die flach auf der Außenfläche des Grundkörpers angeordnet sind.Accordingly, the antenna system according to the invention preferably comprises a stable base body, on whose outer surface the double turns of the two helical antennas are fixedly arranged along a longitudinal axis of the base body. The double helices can in this case, for example, the shape of wires have, which are mounted on the outer surface. Preferably, however, are bands of an electrically conductive material, such as copper bands, which are arranged flat on the outer surface of the base body.
Der Grundkörper besteht aus einem beliebigen elektrisch nicht leitenden Material, das die gewünschten mechanischen Eigenschaften bezüglich Stabilität und/oder Steifigkeit aufweist. Denkbar sind hier Polymere oder sonstige Kunststoffe, beispielsweise Kapton, Mylar oder ähnliches.Of the body consists of any electrically non-conductive material, the desired ones mechanical properties stability and / or having rigidity. Conceivable here are polymers or other Plastics, for example Kapton, Mylar or the like.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper des Antennensystems die Form eines Hohlzylinders auf. Die Einspeisung der Helixantennen erfolgt auf einer Stirnseite des Grundkörpers, vorzugsweise von der Befestigungsseite des Antennensystems aus gesehen am distalen Ende und somit an dem der Anstrahlungsrichtung zugewandten Ende.According to one preferred embodiment indicates the basic body of the antenna system in the form of a hollow cylinder. The feed the helical antenna is on a front side of the body, preferably seen from the attachment side of the antenna system at the distal End and thus at the direction of the irradiation facing end.
Auf der Stirnseite des Grundkörpers erfolgt die Einspeisung der Doppelwendeln von einem zentralen Punkt aus, der im Wesentlichen mit der Längsachse der Helixantennen und somit das Grundkörpers zusammenfällt, über radial nach außen verlaufende Segmente aus leitenden Material, die auf der Stirnseite aufgebracht sind und jeweils zu den zusammengehörenden Doppelwendeln führen.On the front side of the body The feed of the double helixes takes place from a central point which essentially coincides with the longitudinal axis of the helix antennas and thus the basic body coincides, over radial outward running segments of conductive material on the front are applied and each lead to the mating double helices.
Um zu verhindern, dass die vorzugsweise im Inneren des Grundkörpers verlaufenden Einspeiseleitungen sowie die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform jeweils zugehörigen Symmetriertrafos in Form von λ/4-Kurzschluss-Leitungen bei mechanischer Belastung des Antennensystems ihre Lage ändern und somit ihre zur Entkopplung der beiden Helixantennen notwendige, symmetrische Anordnung verlieren, werden diese Leitungen erfindungsgemäß durch ein ausreichend steifes Schaumstoffmaterial ortsfest an ihren Positionen gehalten. Als Schaumstoffmaterial kann hier beispielsweise Polyurethanschaum, Polystyrol, Polyvinylchloridschaum, aber auch andere Schaumstoffe verwendet werden, solange die zum Haltern der Leitungen notwendige Steifheit gewährleistet ist.Around to prevent the preferably running inside the main body Feeders and the according to a preferred embodiment respectively associated Balanced transformers in the form of λ / 4 short-circuit cables change its position under mechanical load of the antenna system and thus their necessary for decoupling the two helical antennas, lose symmetrical arrangement, these lines are according to the invention by a sufficiently rigid foam material held stationary at their positions. For example, polyurethane foam, Polystyrene, polyvinyl chloride foam, but also other foams used as long as necessary for holding the lines Stiffness guaranteed is.
Neben der notwendigen Steifheit sollte der verwendete Schaumstoff auch noch spezielle elektrische Eigenschaften aufweisen, um insbesondere die Abstrahlungseigenschaften der Helixantennen möglichst wenig zu beeinflussen. Demzufolge weist erfindungsgemäß der verwendete Schaumstoff vorzugsweise eine Dielektrizitätskonstante und einen Verlustfaktor auf, die mit denen von Luft vergleichbar sind.Next The necessary stiffness should also be the foam used still have special electrical properties, in particular the radiation characteristics of the helical antennas as possible little to influence. Accordingly, according to the invention has the used Foam preferably a dielectric constant and a loss factor similar to those of air.
Hierbei kann der gesamte hohle Innenraum des Grundkörpers mit dem Schaumstoffmaterial ausgekleidet sein, wobei die Leitungen dann durch entsprechende Kanäle in dem Schaumstoffmaterial geführt werden. Bevorzugt werden jedoch eine oder mehrere Zylinder aus dem entsprechenden Schaumstoffmaterial verwendet, die entlang der Längsachse des Grundkörpers ausgerichtet sind und auf deren Mantelflächen geeignete Nuten zur Aufnahme und Lagerung der entsprechenden Leitungen vorgesehen sind. In diesem Fall bleibt der restliche hohle Innenraum des Grundkörpers frei.in this connection can the entire hollow interior of the body with the foam material be lined, the lines then through corresponding channels in the Foam material out become. However, one or more cylinders are preferred from the corresponding foam material used along the longitudinal axis of the basic body are aligned and on the lateral surfaces suitable grooves for receiving and storage of the corresponding lines are provided. In this Case remains free the remaining hollow interior of the body.
Vorzugsweise werden die Leitungen durch den verwendeten Schaumstoff über den Großteil der Länge im Inneren des Grundkörpers auf einem konstanten Abstand gehalten. Dieser Abstand wird jedoch nahe dem Einspeisepunkt auf der Stirnfläche des Grundkörpers verringert, um durch eine möglichst geringe Überleitung zwischen der jeweiligen Einspeiseleitung und dem zugehörigen Symmetriertrafo eine möglichst gute Symmetrisierung zu erhalten.Preferably are the lines through the foam used on the large part the length in the Interior of the body kept at a constant distance. This distance, however, will reduced near the entry point on the face of the body, to get through one as possible small transition between the respective feed line and the associated balancing one preferably to get good symmetrization.
In einer bevorzugten Ausführungsform können selbstverständlich im Inneren der Schaumstoffkörper Bohrungen für weitere Leitungen für die Versorgung zusätzlicher Antennen vorgesehen sein.In a preferred embodiment can Of course inside the foam body holes for further Lines for the supply of additional Be provided antennas.
Zum Schutz des Antennensystems gegen Wasser und den üblicherweise herrschenden Wasserdruck bei der Verwendung mit einem U-Boot ist die gesamte Konstruktion erfindungsgemäß mit einer Haube z.B. aus Kunststoff umgeben. Diese Kunststoffhaube besitzt eine im Wesentlichen zylindrische Form, die an ihrem bezüglich der Befestigung des Antennensystems am U-Boot-Rumpf distalen Ende mit einer halbkugelförmigen Abdeckung versehen ist und an ihrem proximalen Ende mit der am Rumpf zu befestigenden Platte dicht verbunden wird. Der Außendurchmesser dieser Kunststoffhaube wird durch den beim Einbau zur Verfügung stehenden Platz vorgegeben. Als Materialien kommen hier beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff, Epoxidharz oder ähnliches in Frage.To the Protection of the antenna system against water and the usually prevailing water pressure at the use with a submarine is the entire construction according to the invention with a Hood e.g. surrounded by plastic. This plastic hood has a substantially cylindrical shape, which at its respect to the Attach the antenna system to the submarine hull's distal end using a hemispherical cover is provided and at its proximal end to be attached to the hull Plate is tightly connected. The outer diameter of this plastic hood is determined by the space available during installation. As materials come here, for example, glass fiber reinforced plastic, Epoxy resin or the like in question.
Im Fall der Verwendung auf einem normalen Schiff oder an Land dient diese Kunststoffhaube im Wesentlichen dem Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen. Da das Erfordernis des Standhaltens gegen Druck in diesem Fall nicht gegeben ist, können die Dicke der Haube geringer sein und/oder geringere Anforderungen an das verwendete Material gestellt werden.When used on a normal ship or on land, this plastic hood essentially serves to protect against external environmental influences. Since the requirement of resistance to pressure in this case is not given, the thickness of the hood may be lower and / or lower requirements be placed on the material used.
c) Ausführungsbeispielec) embodiments
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:A embodiment according to the invention is described in more detail below with reference to the figures by way of example. Show it:
In
den zylindrischen Grundkörper
Zu
jedem dieser vier Anschlüsse
Von
den vier Anschlüssen
Jeweils
diametral zu den Sektoren
Um
eine korrekte Speisung der jeweiligen Doppelwendeln T0,R0,T90,R90
zu erhalten, wird der jeweilige Innenleiter
Aufgrund
des Erfordernisses, dass diese λ/4-Kurzschluss-Leitung
einem Viertel der Wellenlänge
der Resonanzfrequenz der jeweiligen Helixantenne
Im
vorliegenden Fall werden die Einspeiseleitungen
Im
Anschluss an die dritte Trennscheibe
Auf
diese Weise kann symmetrisch der Abstand zwischen den zu einer Doppelwendel
T0,R0,T90,R90 gehörenden
Leitungen
Im
vorliegenden Fall wird als Schaumstoffmaterial für die Zylinder
Als kommerziell erhältliches Schaumstoffmaterial kommt hierfür beispielsweise ein geeigneter Polymethacrylimid-(PMI-)-Hartschaumstoff wie Rohacell®31 in Frage.(PMI -) - for this example, a suitable polymethacrylimide comes as a commercially available foam material such as foam rohacell ® 31 in question.
Die
Trennscheiben
Weiterhin
weisen die Zylinder
Die
Doppelwendeln T0,R0,T90,R90 der beiden Helixantennen
Die
beiden Helixantennen
Je
nach der verwendeten Elektronik können die beiden Helixantennen
Aufgrund
der erfindungsgemäßen symmetrischen
Anordnung der beiden ineinander gewickelten Helixantennen
Der
typische Gewinn des vorliegenden Antennensystems mit den beiden
Helixantennen
Hierbei
handelt es sich um einen Monopol in Form einer Stabantenne mit einer
Dachkapazität.
Dieser Monopol wird im vorliegenden Fall durch einen Kupferring
Die zusätzliche Stabantenne wird im vorliegenden Fall zum Empfang in den Frequenzbereichen von 1 MHz – 30 MHz und 155 MHz – 160 MHz verwendet.The additional Rod antenna is in the present case for reception in the frequency ranges from 1 MHz to 30 MHz and 155 MHz - 160 MHz used.
Weiterhin
befinden sich im Inneren des Montagezylinders
Die Haube zum Schutz des Antennensystems gegen Umwelteinflüsse wird in der vorliegenden Ausführungsform von einem Radom aus Glasfaserverstärktem Epoxidharz gebildet, dessen Wandstärke von der Verwendung, entweder mit einem U-Boot oder über Wasser bzw. an Land, abhängt.The Hood for protecting the antenna system against environmental influences is in the present embodiment formed by a radome of glass fiber reinforced epoxy resin, its wall thickness from use, either by submarine or over water or ashore, depends.
- 11
- Grundkörperbody
- 22
- Deckplattecover plate
- 33
- Helixantennehelix antenna
- 44
- Helixantennehelix antenna
- 55
- Befestigungsplattemounting plate
- 66
- Montagezylindermounting cylinder
- 77
- Einspeiseleitungfeeder
- 7a7a
- Innenleiterinner conductor
- 88th
- Leitungmanagement
- 99
- Schaumstoffzylinderfoam cylinder
- 9a9a
- Schaumstoffkonusfoam cone
- 1010
- Trennscheibecutting wheel
- 10a10a
- Trennscheibecutting wheel
- 1111
- kleiner Schaumstoffzylinsmaller Schaumstoffzylin
- derof the
- 21,21a21,21a
- Sektoren sectors
- 22 22a22 22a
- Sektorensectors
- 23,23a23,23a
- Sektorensectors
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Stirnseite
von
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---|---|---|---|
DE19904024780 DE4024780A1 (en) | 1990-08-04 | 1990-08-04 | Ceramic membrane pressure sensor - has central membrane zone with stiffening region enclosed by inner strain zone and strengthening zone leading to frame section |
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Cited By (1)
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WO2012100859A1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Gabler Maschinenbau Gmbh | Antenna for a submarine |
-
2004
- 2004-10-18 DE DE202004020508U patent/DE202004020508U1/en not_active Expired - Lifetime
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WO2012100859A1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Gabler Maschinenbau Gmbh | Antenna for a submarine |
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