DE29816114U1

DE29816114U1 - Abdeckung für Richtfunkantennen

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Publication number: DE29816114U1
Application number: DE29816114U
Authority: DE
Original assignee: TELECOMMUNIKATION SERVICES GMB
Current assignee: TELECOMMUNIKATION SERVICES GMB
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2008-09-09

Description

Abdeckung für Richtfunkantennen

Die Erfindung betrifft Aufbau und Anordnung von Antennenabdeckungen zur Verkleidung von Richtfunkantennen im Mikrowellenbereich an Standorten, die nur zur Verfugung stehen, wenn die Antennen von außen nicht sichtbar sind.

Richtfunkantennen brauchen exponierte Standorte. Solche Standorte sind u.a. spezielle Bauwerke, Maste oder Türme, oder vorhandene Gebäude. Die Standorte müssen genehmigt werden. Diese Genehmigung wird maßgebend durch die Unauffälligkeit der Richtfunkantennen am Standort beeinflußt.

Die entwickelten Antennenabdeckungen dienen dabei zur optisch gefälligen, an das Umfeld des die Antenne aufnehmenden Baukörpers angepaßten Verkleidung der installierten Antennenanlage.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Antennenabdeckungen mit einem Schichtaufbau bekannt, wobei die Schichten aus den Werkstoffen Kunststoff, Glas mit Verstärkungen in Form von Fasern oder Geweben, PUR-Hartschaum bestehen.

So wird u.a. in DE 3410 503 C2 ein Verfahren zur Herstellung von Radomen beschrieben, bei dem die hergestellten Antennenabdeckungen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen in Form einer Schichtung von Folien aus Matrixwerkstoff und Formgewebe aus Faserwerkstoff aufgebaut sind. Derartige hochfeste Radome wurden zum Schutz von Antennen an Flugzeugen entwickelt.

Aus DE 3632 128 C2 ist eine dielektrische Schutzhaube zur Abdeckung von Mikrowellenantennen bekannt, bei der die Abdeckung in Sandwichbauweise ausgebildet ist und aus zwei dünnen Außenschichten aus Kunststoffmaterial und einer

dazwischen liegenden dickeren Schicht aus z.B. Kunststoff-Hartschaum oder Wabenstrukturmaterial besteht.

In DE 3938 230 Al wird ein Radom mit Hochtemperatureigenschaften für Flugkörper beschrieben. Dieses Radom hat einen dreischichtigen Aufbau, es besteht aus einem Kunststoffkern aus Polyimid-Nadelfilz sowie einer inneren und äußeren dünnwandigen Decklage aus hochtemperaturbeständigen Duro- oder Thermoplastmatrix- bzw. Polymermaterialien.

Übereinstimmendes Konstruktionsmerkmal für alle aus dem Stand der Technik bekannten Antennenabdeckungen ist, daß sie die Antennenanlagen lediglich gegen mechanische und klimatische Umwelteinflüsse schützen.

Sollen Bauwerke mit einem exponierten Standort eine Richtfunk-Antennenanlage aufnehmen, so ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, daß die Antennenverkleidung neben der mechanischen Schutzfunktion auch die optische Komponente berücksichtigt, d.h. jegliche Beeinträchtigung der äußeren Erscheinungsform des Bauwerkes ausgeschlossen wird.

Die Struktur der Abdeckungen muß so gestaltet sein, daß die Hochfrequenzstrahlung das Radom möglichst verlustarm und reflexionsfrei durchdringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hautanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Nach der Konzeption der Erfindung ersetzen die neu entwickelten Antennenabdeckungen einen für Funkfrequenzen undurchlässigen Teil des Bauwerkes oder ergänzen das Bauwerk, sie sind dabei fest mit dem Bauwerk verbunden und als selbständige Bauteile unabhängig von den zu verkleidenden Richtfunkantennen ausgeführt.

Die neuen Antennenabdeckungen werden für den Antennenstandort individuell dimensioniert, d.h. elektrisch wird der Querschnitt entsprechend der Frequenz und des Einfallswinkels der Funkstrahlen gewählt und mechanisch werden Festigkeit und Form der Abdeckungen sowie Struktur und Farbe ihrer äußeren Oberfläche dem antennentragenden Bauwerk bzw. dem zu ersetzenden Bauwerkselement angepaßt.

Der durchstrahlte Bereich der Antennenabdeckung kann eine ebene oder gekrümmte Oberfläche haben oder auch jalousieartig mit schrägen Jalousie-Elementen beispielsweise zur Nachbildung von Fensterläden ausgeführt sein; er ist mit einem nichtmetallischen Befestigungsrand versehen.

Bei ebenen oder gekrümmten Abdeckungen hat der durchstrahlte Bereich eine mehrschichtige Struktur die bezüglich der Transparenz von Funkwellen optimiert ist. Hier besteht die Abdeckung aus einem Kern der Dicke djc aus Schaumstoff, z.B. PUR-Hartschaum, mit einer Dichte von bis zu 1 OOkg/m³, zwei elektrisch dünnen mit Glasgewebe verstärkten Deckschichten der Dicken doi und do2 aus Kunststoff, z.B. Polyester, und einer einseitigen dünnen Beschichtung der Dicke dß , mit der die notwendige Struktur und Farbe der äußeren Oberfläche der Abdeckung realisiert wird. Bei glatter äußerer Oberfläche ist die Beschichtung elektrisch vernachlässigbar; d.h. sie ist dann elektrisch nicht wirksam.

Bei jalousieartigen Abdeckungen haben die Jalousie-Elemente eine einschichtige Struktur mit einer Schichtdicke ds . Sie bestehen aus mit Glasgewebe verstärktem und umfeldabhängig eingefärbtem Polyester.

Bei ebenen Abdeckungen mit mehrschichtiger Struktur beträgt die Kerndicke djc bei senkrechtem Einfall der Funkstrahlen

d_K » [0,6 (0,8 &eegr; + 0,2) + 0,004 (30 - UGHz)] &lgr;

mit f = Frequenz, &lgr; = Wellenlänge des Funkstrahls und &eegr; = 1, 2, 3 ...

Bei schrägem Einfall der Funkstrahlen ist die Kerndicke bei gleichem &eegr; entsprechend größer.

Bei jalousieartigen Abdeckungen liegt die Dicke ds der um 45 ° schräg gestellten Jalousie-Elemente bei senkrechtem Einfall der Funkstrahlen auf die Abdeckung im Bereich von 0,27 &eegr; &lgr; bis 0,3 &eegr; &lgr;.

Die ganze Zahl &eegr; wird durch die mechanischen Anforderungen an die Abdeckung bestimmt. Sie sollte so klein wie möglich sein. Bei ebenen Abdeckungen wird für die Frequenzbereiche 26 GHz und 38 GHz wird vorzugsweise &eegr; = 2 gewählt. Bei dieser Dimensionierung ist die Übertragungsdämpfung der Abdeckung auch an den Bandgrenzen des Funkfrequenzbandes kleiner als 2 dB.

Der wesentliche Vorteil der neuen Antennenabdeckungen besteht darin, daß sie reflexionsarm sind. Daher ist ihr Einfluß auf die Richtcharakteristiken der abgedeckten Richtfunkantennen vernachlässigbar.

Jede Antennenabdeckung wirkt elektrisch durch ihre Verlustdämpfung und ihre Reflexionsdämpfung. Beide physikalisch unterschiedlichen Einflüsse vergrößern die Übertragungsdämpfung der Antennenabdeckung. Hinzu kommt, daß Reflexionen an der Antennenabdeckung die Richtcharakteristik der abgedeckten Antenne verschlechtern. Treten nur geringe Reflexionen auf, sind auch die Veränderungen der Richtcharakteristik gering.

Die Verlustdämpfung kann durch geeignete Wahl des Materials gering gehalten, die wirksame Reflexionsdämpfung aber nur durch geeignete Dimensionierung des Strukturquerschnitts beeinflußt werden.

An jeder Grenzfläche Luft/Dielektrikum entstehen Reflexionen, die sich überlagern. Im Gegensatz zu einer Antennenabdeckung mit einschichtiger Struktur ist es bei einer Antennenabdeckung mit mehrschichtiger Struktur auch für hohe Funkfrequenzen möglich, den Strukturquerschnitt so zu dimensionieren, daß sich in einem gegebenen

Frequenzband die Reflexionen an den Grenzflächen weitgehend kompensieren. Dadurch treten an der Antermnenabdeckung insgesamt nahezu keine Reflexionen auf und die Richtcharakteristik der abgedeckten Antenne wird kaum beeinflußt.

Die Fertigung der neuen Antennenabdeckungen erfolgt vorzugsweise auf einem Vakuumtisch. Auf diese Weise können die Qualitätsanforderungen an Oberfläche und Abmessungen der Abdeckung eingehalten werden.

Die erfindungsgemäßen Antennenabdeckungen sind besonders für hohe Frequenzen geeignet, bei denen die Querschnittsabmessungen der Verkleidung in der Größenanordnung der Wellenlänge der hindurchgehenden Funkstrahlen liegen. Sie sind daher besonders für Richtfunk im Millimeterwellenbereich anzuwenden. Ihre Dimensionierung kann für alle gängigen Richtfunkfrequenzbänder erfolgen.

Bei Ausführung in mehrschichtige Struktur können die mechanischen und die elektrischen Forderungen an die Antennenabdeckung weitgehend unabhängig voneinander erfüllt werden.

Die Antennenabdeckungen sind daher elektrisch und mechanisch optimal an die spezifischen Standortbedingungen angepaßt.

Ein weiterer Einsatzvorteil besteht darin, daß bei der Funknetzplanung mit den neuen Antennenabdeckungen die Richtcharakteristiken der eingesetzten Richtfunkantennen ohne Korrekturen zugrunde gelegt und die Übertragungsdämpfungen der erfindungsgemäßen Antennenabdeckungen pauschal berücksichtigt werden können. Darüber hinaus wird durch den Einsatz dieser Antennenabdeckungen die Anzahl der möglichen Antennenstandorte wesentlich erweitert; ein Aspekt, der bei der ständig wachsenden Dichte der Richtfunk-Festnetze von Mobilfunksystemen zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1: die Prinzipdarstellung zu Anordnung und Funktion der neuen Antennenabdeckung bei Einbau in ein Turmfenster,

Fig. 2: Die Ausführung einer Antennenabdeckung als ebene Abdeckung in Form einer Mauerwerksnachbildung,

Fig. 3: die Ausführung einer Antennenabdeckung als jalousieartige Abdeckung in Form einer Fenstemachbildung.

Fig. 1 zeigt die Prinzipdarstellung zum Erfindungsgedanken anhand der Anordnung einer Antennenabdeckung 1 als Fenstemachbildung in einer Turmspitze 2.

Mit dieser Fenstemachbildung 1 wurde ein für Funkstrahlen undurchlässiges Bauteil 2.1 des Bauwerkes 2 ersetzt.

Die Antennenanlage 3 ist von außen nicht sichtbar.

Fig. 2 veranschaulicht die als Mauernachbildung 2.1 ausgeführte Antennenabdeckung

Aus der Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A wird der Aufbau der Antennenabdeckung 1 deutlich. Der durchstrahlte Bereich 4 wird vom nichtmetallischen Befestigungsrand 5 aufgenommen, über den die Antennenabdeckung 1 fest mit dem Bauwerk 2 verbunden ist.

Aus der Einzelheit B ist der Schichtaufbau dieser ebenen Abdeckung ersichtlich. Der Kern 7 besteht aus PUR-Hartschaum und hat für dieses Ausfuhrungsbeispiel eine Dicke djc = 8,3 mm.

Auf den Kern 7 aufgebracht sind die beiden mit Glasgewebe verstärkten Deckschichten 8 aus Polyester; sie haben in diesem Ausführungsbeispiel eine Dicke von doi = do2 = 0,5 mm.
Mittels der Beschichtung 9 der Dicke dß = 0,4 mm wird die Mauerwerksoptik erreicht.

In Fig. 3 hat die Antennenabdeckung 1 als Fensternachbildung einen jalousieartigen Aufbau. Der durchstrahlte Bereich 4 wird durch eine entsprechende Zahl von Jalousieelementen 6 ausgefüllt.

Die Einzelheit B aus der Schnittdarstellung A-A zeigt Aufbau und Position eines Jalousieelementes 6. Die Dicke ds der Jalousieelemente beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ds = 2,2 mm.

Liste der Bezugszeichen

1	Antennenabdeckung, Bauteil
2	Bauwerk
	2.1 - Bauwerksteil
3	Antenne
4	durchstrahlter Bereich
5	Befestigungsrand
6	Jalousieelemente
7	Kern
8	Deckschichten
9	Beschichtung

Claims

fix. HO. Qx Schutzansprüche

1. Abdeckung für Richtfunkantennen, bestehend aus einem Schichtaufbau aus Kunststoff und/oder verstärktem Kunststoff und/oder Schaumstoff

dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenabdeckung (1) ein für Funkfrequenzen nicht oder nicht ausreichend durchlässiges Bauwerksteil (2.1), hinter dem die Antenne (3) montiert ist und das in Strahlrichtung der Antenne liegt, durch ein entsprechend dimensioniertes, die Antenneneigenschaften nicht beeinträchtigendes und der Optik des Bauwerkes angepaßtes Bauteil (1) ersetzt, wobei das Bauteil (1), also die Antennenabdeckung fest mit dem Bauwerk (2) verbunden ist und als selbständiges Bauteil unabhängig von der zu verkleidenden Richtfunkantenne (3) ausgeführt ist.

2. Abdeckung nach Anspruch 1.

dadurch gekennzeichnet, daß sie für jeden Antennenstandort individuell elektrisch und mechanisch dimensioniert wird, wobei der Querschnitt, die Dicke der Antennenabdeckung (1) aus der Abhängigkeit von der Frequenz und dem Einfallswinkel der Funkstrahlen vorgegeben ist und Festigkeit und Form der Abdeckung (1) sowie Struktur und Farbe ihrer äußeren Oberfläche dem antennentragenden Bauwerk (2) angepaßt ist.

3. Abdeckung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sie einen durchgestrahlten Bereich (4) und einen nichtmetallischen Befestigungsrand (5) aufweist, wobei der durchstrahlte Bereich (4) mit ebener und/oder gekrümmter Oberfläche oder jalousieartig mit schrägen Jalousieelementen (6) ausgeführt ist.

4. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der durchstrahlte Bereich (4) bei ebenen und gekrümmten Abdeckungen (1) eine mehrschichtige Struktur folgenden Aufbaus

besitzt

a) ein Kern (7) der Dicke &aacgr;&kgr; aus Schaumstoff mit einer Dichte von bis zu lOOkg/m³,

b) zwei elektrisch dünne mit Glasgewebe verstärkte Deckschichten (8) der Dicken düi und dü2 aus Kunststoff,

c) eine einseitig auf der nach außen gerichteten Oberfläche der Abdeckung (1) aufgebrachte Beschichtung (9) der Dicke dß zur Einstellung von Struktur und Farbe.

5. Abdeckung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß für eine ebene Abdeckung in Form einer Mauernachbildung die Maßangaben betragen

a) die = 8,3 mm

b) d_D) = d_D2 = 0,5 mm

c) dß = 0,4 mm.

6. Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3

dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousieelemente (6) mit einschichtiger Struktur der Schichtdicke ds , bestehend aus mit Glasgewebe verstärktem und eingefärbtem Polyester, ausgeführt sind.

7. Abdeckung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß für eine jalousieartige Abdeckung in Form einer Fensternachbildung die Dicke eines Jalousieelements (6) ds = 2,2 mm beträgt.

8. Abdeckung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung des durchstrahlten Bereichs (4) mit einer mehrschichtigen Struktur die Kerndicke da bei senkrechtem Einfall

der Funkstrahlen ermittelt wird zu

d_K » [0,6 (0,8 &eegr; + 0,2) + 0,004 (30 - f7GHz)] &lgr;

mit f = Frequenz, &lgr; = Wellenlänge des Funkstrahls und &eegr; = 1, 2, 3 ..., wobei die ganze Zahl &eegr; durch die mechanischen Anforderungen an die Abdeckung (1)
bestimmt wird und so klein wie möglich sein sollte.

9. Abdeckung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß bei um 45 ° schräg gestellten Jalousieelementen (6) mit senkrechtem Einfall der Funkstrahlen auf die Abdeckung (1) die Dicke ds im Bereich 0,27 &eegr; &lgr; bis 0,3 &eegr; &lgr; liegt.