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Die Erfindung betrifft eine Antennenbaugruppe für eine See-Notfall-Sendeeinrichtung und eine See-Notfall-Sendeeinrichtung mit einer solchen Antenne.
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In maritimen Anwendungen der heutigen Zeit wird sog. Tracking (Verfolgen der geographischen Position) sowohl in der Berufs- als auch Sportbootschifffahrt durch ein spezielles Verfahren, das sogenannte AIS („Automatic Identification System”), ermöglicht. Mit AIS identifizieren sich Schiffe und geben relevante statische, reisebezogene und auch dynamische Daten für andere eindeutig bekannt.
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Zwischen AIS-Sendern und AIS-Empfängern bzw. AIS-Sende-/Empfangsgeräten werden diese Daten automatisch in kurzen Zeitabständen mit speziellen UKW-Sendern und -Empfängern ausgetauscht. Die Position des Schiffes wird hierbei mittels GPS ermittelt.
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Die UKW-Sendeeinheit sendet die Datentelegramme wechselweise auf einer von zwei international festgelegten AIS-Funkfrequenzen (161,975 MHz und 162,025 MHz) aus. Eine der Besonderheiten der AIS-Technologie gegenüber anderen Funkdiensten ist die automatische Organisation des Zusammenspiels von mehreren AIS-Geräten auf einer Funkfrequenz, ohne dass gegenseitige Beeinträchtigungen auftreten.
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Das Verfahren des Datenaustausches ist weltweit standardisiert und funktioniert auf allen Weltmeeren und auch bei der Binnenschifffahrt, so dass sich auch mit AIS-Bordgeräten verschiedener Herstellerausgerüstete Fahrzeuge, die sich auf offener See oder auf Binnengewässern begegnen, gegenseitig tracken können. Der Datenaustausch findet durch sogenannte „Messages” statt. Zur Zeit gibt es 27 Messagetypen, die auch weiterhin kontinuierlich erweitert werden. Anhand der verschiedenen Message-Typen wird die gesendete Information von den an die AIS-Empfänger angeschlossenen Anzeigegeräte interpretiert und entsprechend dargestellt.
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In der Berufs- und Sportbootschifffahrt ist es des Weiteren im Notfall wünschenswert, wenn nicht notwendig, die Position eines über Bord gegangenen Passagiers oder Matrosen oder auch eines Rettungsmittels wie einer Rettungsinseln oder eines Rettungsbootes schnell zu erfassen. Das ist ein deutlicher Vorteil, um die daraufhin folgende Rettungsaktion schnell durchführen zu können.
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Nach heutigem Stand der Technik stehen hierfür verschiedene Systeme bzw. Verfahren zur Verfügung. Die wohl bekannteste, aber auch einfachste Art ist das Ausguck-Gehen mit visuellem Erfassen des Verunglückten bzw. des Rettungsmittels. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass nicht immer ein Ausguck-Gehen möglich ist oder das Überbord-Gehen gar nicht bemerkt wird. Zudem ist es bei widrigen Wetterbedingungen schwierig, den Verunglückten bzw. das Rettungsmittel im Auge zu behalten. Dritte können sich an einer so eingeleiteten Rettung außerdem nur schwerlich beteiligen.
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Als weitere Verfahren sind mechanische Verbindungssysteme zwischen dem Rettungsmittel und dem Schiff bekannt. Hier wird dem Verunglückten ein Rettungsring nachgeworfen, der dann eine mechanische Verbindung zwischen dem Boot und dem Verunglücktem aufbaut und damit die Rettung ermöglicht. Auch hier ist es von Nachteil, dass das Überbord-Gehen bemerkt werden muss, um eine erfolgreiche Rettung einzuleiten. Auch bei diesem Verfahren können sich Dritte an einer so eingeleiteten Rettung nur schwerlich beteiligen.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren ist es, an der Position des Unfalles eine Boje ins Wasser zu werfen, die weithin sichtbar ist und es so ermöglicht, den Verunglückten über eine längere Distanz und Zeit im Auge zu behalten. Aber auch an diesem Verfahren ist nachteilig, dass das Überbord-Gehen bemerkt werden muss, um eine erfolgreiche Rettung einleiten zu können.
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Solche „Bojen” gibt es als Seenot-Rettungssender auch in elektronischer Form. Diese übertragen die Positionsdaten mittels Radiowellen (d. h. per Funk). Die bekanntesten Geräte-Typen sind hierbei EPIRB, (EPIRB steht für „Emergency Position Indicating Radio Beacon”), Radar- und AIS-SART (SART steht für „Search and Rescue Transmitter”) sowie AIS-MOB (MOB steht für „Man over Board”).
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Für manche dieser Rettungsmittel ist es nicht zwingend vorgeschrieben, dass sie schwimmfähig sind. Die meisten dieser Rettungsmittel sind es jedoch. Sie haben demzufolge oft die Form einer Boje oder eines vertikal länglich gestrecken Schwimmers.
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Allen Systemen ist gemeinsam, dass die aktuelle Position des Rettungsmittels per interner GPS-Antenne und internem GPS-Empfangsmodul ermittelt wird und dann durch ein entsprechendes Datenübertragungsverfahren an Dritte per Radiowellen (UKW-Funk) über eine Datenübertragungsantenne übermittelt wird.
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Zu dem GPS-Empfangsmodul dazugehörig ist eine ensprechende GPS-Antenne. Zu der die Positionsdaten übermittelnden Technologie gehört die entsprechende, der Frequenz angepasste Datenübertragungsantenne. Deshalb haben die oben erwähnten Geräte für die benannten Funktionalitäten (GPS und UKW-Funk) zwei Antennen.
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Hierbei ist zu bemerken, dass die GPS-Antenne in den meisten Fällen an derjenigen Seite des Seenot-Rettungsmittels befestigt ist, die in Schwimmlage bei normalen Wetterbedingungen am weitesten aus dem Wasser ragt. Die GPS-Antenne ist jedoch immer innerhalb des Gerätegehäuses verbaut.
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Im Gegensatz dazu sind die Antennen der Datenübertragungs-Technologie zumeist außerhalb des Gerätegehäuses angebracht. Das hat den Grund, dass, um für das Datenübertragungsverfahren ausreichende Reichweiten zu erzielen, für die Länge der Datenübertragungantenne ganzzahlige Teiler der Radiowellenlänge ideal sind. Demnach sind die Datenübertragungsantennen mitunter wenige Zentimeter lang, können aber auch Längen von mehreren Dezimetern erreichen. Damit lässt sich die Datenübertragungsantenne nicht im Gehäuse unterbringen, weshalb sie außerhalb des Gehäuses angebracht ist.
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Wenn nun die benannten Seenot-Rettungsmittel im schwimmenden Einsatz in einer Wasserumgebung mit geringer Wellenbildung eingesetzt werden, dann ist die gewünschte Funktionalität durchaus gegeben. Das liegt daran, dass die ins Gehäuse eingebaute GPS-Antenne normalerweise an einer Stelle im Gehäuse angebracht ist, die über der Wasserlinie ragt. So ist ein GPS-Empfang gewährleistet.
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Bei stärkerem Wellengang jedoch wird das Gehäuse immer wieder von der Welle überspült. Damit werden die GPS-Signale (auf 1575 MHz) durch das die GPS-Antenne überspülende Wasser so stark bedampft, dass kein zuverlässiger Empfang dieser Signale durch die im Gehäuse integrierte GPS-Antenne möglich ist. Somit ist die Funktionalität des Seenot-Rettungsmittels nicht mehr gewährleistet.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Antennenbaugruppe für eine See-Notfall-Sendeeinrichtung und eine See-Notfall-Sendeeinrichtung vorzuschlagen, mit der die genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird von einer Antennenbaugruppe nach Anspruch 1 und einer See-Notfall-Sendeeinrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Satellitennavigations-(insbesondere GPS-)Empfangsantenne außerhalb des Gerätegehäuses der See-Notfall-Sendeeinrichtung (also des Seenot-Rettungsmittels) angebracht ist, und zwar in Einheit mit einer (als Datenübertragungsantenne dienenden) UKW-Antenne. Die Satellitennavigations-Empfangsantenne ist so in der Antennenbaugruppe integriert, dass sie auch bei starkem Seegang mit entsprechend hohen Wellen nicht kontinuierlich bzw. dauerhaft überspült wird. Damit ist die volle Gerätefunktionalität auch bei schlechten Wetterbedingungen gewährleistet.
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Grundsätzlich ist es möglich, mit zwei Satellitennavigations-Antennen zu arbeiten. Beim Einsatz der See-Notfall-Sendeeinrichtung bei kleiner Welle, also guten Wetterbedingungen, wird eine (interne, d. h. im Gerätegehäuse angeordnete) Satellitennavigations-Zusatzantenne verwendet. Sollte jedoch durch die (interne) Satellitennavigations-Zusatzantenne kein Signal empfangbar sein, wird der Satellitennavigations-Datenempfang durch einen intelligenten Antennen-Umschalter auf die (externe, d. h. außerhalb des Gerätegehäuses angeordnete) Satellitennavigations-Empfangsantenne umgeschaltet.
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Um Kosten zu vermeiden, ist es bevorzugt möglich, den Satellitennavigations-Datenempfang der See-Notfall-Sendeeinrichtung ausschließlich mit der (externen) Satellitennavigations-Empfangsantenne zu betreiben.
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Durch die Erfindung ergibt sich das Problem der Kopplung der Satellitennavigations-(also z. B. GPS-)Frequenzen und der UKW-Funkfrequenzen (Datenübertragungsfrequenzen) in einer physikalischen Antenneneinheit. Die Signale der Satellitennavigations-Empfangsantenne können durch ein separates Kabel – neben dem Antennenkabel der Datenübertragungs-Technologie (UKW) – in das Gerätegehäuse der See-Notfall-Sendeeinrichtung geführt werden. Es ist aber auch möglich, durch ein Diplexerverfahren ein gemeinsames Antennenkabel für die UKW-Funksignale (Datenübertragungsssignale) und die Satellitennavigations-Signale zu verwenden.
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Es wird also eine neuartige Antennenbaugruppe für See-Notfall-Sendeeinrichtungen vorgeschlagen, welche Satellitennavigations-(insbesondere GPS-)Funktionalität und UKW-Funktionalität miteinander vereint und auch bei schwerem Wetter und schwimmenden See-Notfall-Sendeeinrichtungen einen zuverlässigen Satellitennavigations-Empfang ermöglicht.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitennavigations-Empfangsantenne (also z. B. eine GPS-Antenne) zusammen mit der UKW-Antenne (zur Datenübertragung) in der Antennenbaugruppe integriert ist. Die Antennenbaugruppe mit UKW-Antenne zur Datenübertragung und integrierter Satellitennavigations-Empfangsantenne ist außerhalb des Gerätegehäuses der See-Notfall-Sendeeinrichtung angebracht. Sie ist an dem Gerätegehäuse derart befestigt, dass die Satellitennavigations-Empfangsantenne – bei schwimmenden Gerät – auch bei hohem Wellengang oberhalb der Wasserlinie positioniert ist.
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Die UKW-Antenne und die Satellitennavigations-Empfangsantenne in der Antennenbaugruppe funktionieren unabhängig voneinander und können mit nur einem oder auch mit zwei Antennenkabeln in der Antennenbaugruppe und daran angeschlossenen einem oder zwei Signalleitern im Gerätegehäuse mit der Elektronik (Steuerungsmodul, UKW-Funkmodul, Satellitennavigations-Empfangsmodul) der See-Notfall-Sendeeinrichtung verbunden sein.
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Neben der in der Antennenbaugruppe integrierten Satellitennavigations-Empfangsantenne kann die See-Notfall-Sendeeinrichtung auch eine innerhalb des Gerätegehäuses angeordnete Satellitennavigations-Zusatzantenne aufweisen. Bei Verwendung einer (internen) Satellitennavigations-Zusatzantenne kann ein intelligenter Antennen-Umschalter vorgesehen sein, der je nach Empfangsqualität zwischen der (internen) Satellitennavigations-Zusatzantenne und der in der (externen) Antennenbaugruppe integrierten Satellitennavigations-Empfangsantenne umschaltet.
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Als GPS-Antenne kann eine Patchantenne verwendet werden. Es kann aber auch eine Helixantenne oder eine magnetische Antenne zum Einsatz kommen. Als Datenübertragungsantennen können Stahlruten, Gummiruten mit Metalleinsatz, Flachbandantennen oder andere Bauformen verwendet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in schematischer Prinzipdarstellung
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist eine See-Notfall-Sendeeinrichtung 1 ein Steuerungsmodul (nicht gezeichnet), ein UKW-Funkmodul 11, ein Satellitennavigations-Empfangsmodul 4, eine interne Satellitenempfangs-Zusatzantenne 3, einen Antennen-Umschalter 2 und eine (nicht gezeichnete) Batterie zur Energieversorgung auf, welche allesamt in einem wasserdichten Gerätegehäuse 9 angeordnet sind. Die Satellitenempfangs-Zusatzantenne 3 ist über den Antennen-Umschalter 2 mit dem Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 verbunden bzw. verbindbar. Das Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 und das UKW-Funkmodul 11 sind mit dem Steuerungsmodul verbunden, welches seinerseits mit der Batterie verbunden ist.
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An der Außenseite des Gerätegehäuses ist eine Antennenbaugruppe 6 angebracht, die eine UKW-Antenne 12 und eine Satellitenempfangs-Antenne 5 aufweist. Über in 1 nicht gezeigte Kabel werden die Empfangssignale der beiden Antennen durch eine wasserdichte Durchleitung im Gerätegehäuse 9 ins Innere der See-Notfall-Sendeeinrichtung 1 geleitet. Dabei geht das von der UKW-Antenne 12 kommende Kabel in einen Signalleiter 10 über, der mit dem UKW-Funkmodul 11 verbunden ist, während das von der Satellitenempfangs-Antenne 5 kommende Kabel in einen (nicht gezeigten) Signalleiter übergeht, der mit dem Antennen-Umschalter 2 verbunden ist.
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Der Antennen-Umschalter 2 ist anfangs (also z. B. nach Inbetriebnahme der See-Notfall-Sendeeinrichtung 1 oder nach Auslösung eines Notfall-Funkbetriebs durch Wasserkontakt der See-Notfall-Sendeeinrichtung 1) so geschaltet, dass die interne Satellitennavigations-Zusatzantenne 3 mit dem Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 verbunden ist. Dies ist von Vorteil, weil so der Signalweg möglichst kurz gehalten ist, weshalb keine oder nur eine geringe Verstärkung des empfangenen Satellitennavigationssignals erforderlich ist, was der Lebensdauer der Batterie dient.
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Ein Satellitenempfang über die interne Satellitennavigations-Zusatzantenne 3 ist jedoch nur bei relativ niedrigen Wellen möglich, solange die Wasserlinie 7 bei ruhiger See (zumindest die meiste Zeit) unterhalb des Einbauortes der Satellitennavigations-Zusatzantenne 3 liegt. Sobald die Wellen stärker werden, liegt die Wasserlinie 8 bei Seegang überwiegend oberhalb des Einbauortes der Satellitennavigations-Zusatzantenne 3, so dass ein Empfang von Satellitennavigationssignalen über die interne Satellitennavigations-Zusatzantenne 3 nicht mehr möglich ist.
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In diesem Fall schaltet das Steuermodul den Antennen-Umschalter 2 um, so dass nun die externe, in der Antennenbaugruppe 6 angeordnete Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 mit dem Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 verbunden ist. Durch die erhöhte, oberhalb der Wasserlinie 8 bei Seegang liegende Anordnung der Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 ist gewährleistet, dass auch bei hohen Wellen ein Empfang von Satellitennavigationssignalen möglich ist.
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Aus dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass auf die interne Satellitennavigations-Zusatzantenne 3 auch verzichtet werden kann. Dann ist natürlich auch der Antennen-Umschalter 2 nicht erforderlich.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, nur ein einziges Antennenkabel 14 mit einem einzigen, dieses im Inneren des Gerätegehäuses fortsetzenden Signalleiter 10 zu verwenden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, geeignete Signalweichen zu verwenden, um die von der UKW-Antenne 12 empfangenen Signale zum UKW-Funkmodul 11 (und umgekehrt) sowie die von der Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 empfangenen Signale zum Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 zu leiten.
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Hierzu weist die Antennenbaugruppe 6 einen frequenzselektiven Diplexer 16 auf, an den die Satellitennavigations-Empfangsantenne 5, die UKW-Antenne 12 und das Antennenkabel 14 angeschlossen sind. Des weiteren ist im Gerätegehäuse 9 ebenfalls ein frequenzselektiver Diplexer 17 angeordnet, an den der Signalleiter 10, das Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 und das UKW-Funkmodul 11 angeschlossen sind. Die beiden frequenzselektiven Diplexer 16 und 17 sind derart ausgebildet, dass die Satellitennavigationssignale (also z. B. 1575-MHz-GPS-Signale) von der Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 zum Satellitennavigations-Empfangsmodul 4 geleitet werden, während die UKW-Signale (also insbesondere die 162-MHz-AIS-Signale) von der UKW-Antenne 12 zum UKW-Funkmodul 11 (und umgekehrt) geleitet werden.
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Die Antennenbaugruppe 6 weist in beiden Ausführungsbeispielen eine (nur in 2 gezeigte) als Antennenträger dienende Leiterplatte 15 auf, auf der die Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 und – beim zweiten Ausführungsbeispiel – auch der frequenzselektive Diplexer 16 angeordnet sind und auf der auf einer Seite die UKW-Antenne und auf der gegenüberliegenden Seite ein Abstandshalter 13 befestigt sind. Entgegen der schematischen Abbildung in 2 ist der Antennenträger bzw. die Leiterplatte 15 nicht breiter als die UKW-Antenne 12 und der Abstandshalter 13, sondern vielmehr etwa gleich breit wie diese ausgeführt, so dass sie sich bündig in die Antennenbaugruppe 6 einfügt (wie in 1 schematisch gezeigt). Die Antennenbaugruppe 6 ist schließlich (nicht gezeigt) von einem flexibel ausgeformten Schlauch oder durch Umspritzung mit Kunststoff wasserdicht ummantelt.
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Der Abstandshalter 13 sorgt dafür, dass sich sowohl die Satellitennavigations-Empfangsantenne 5 als auch die UKW-Antenne 12 im Einsatzfall möglichst hoch und damit oberhalb der Wasserlinie 8 bei Seegang befinden. Er kann seitlich (1) oder mittig (2) am Gerätegehäuse 9 angebracht sein. Wie die UKW-Antenne 12 ist er zumindest in einer Richtung flexibel bzw. elastisch biegbar ausgeführt, so dass die Antennenbaugruppe 6 im Ruhefall oder bei der Lagerung der See-Notfall-Sendeeinrichtung 1 um das Gerätegehäuse 9 gewickelt sein kann, im Einsatzfall sich jedoch nach Lösen einer am Gerätegehäuse angebrachten Sicherung selbstständig aufrichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- See-Notfall-Sendeeinrichtung
- 2
- Antennen-Umschalter
- 3
- Satellitennavigations-Zusatzantenne
- 4
- Satellitennavigations-Empfangsmodul
- 5
- Satellitennavigations-Empfangsantenne
- 6
- Antennenbaugruppe
- 7
- Wasserlinie bei ruhiger See
- 8
- Wasserlinie bei Seegang
- 9
- Gerätegehäuse
- 10
- Signalleiter
- 11
- UKW-Funkmodul
- 12
- UKW-Antenne
- 13
- Abstandshalter
- 14
- Antennenkabel
- 15
- als Antennenträger dienende Leiterplatte
- 16
- frequenzselektiver Diplexer
- 17
- frequenzselektiver Diplexer
