DE3614225A1 - Antennenanlage fuer insbesondere u-boote - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanlage für insbesondere U-Boote, bestehend aus einem in einer ortsfesten Führungs­ einrichtung ausfahrbar gelagerten Antennenmast, an dessen Oberende eine Radarantenne sowie deren Drehantrieb ange­ ordnet sind, wobei die Antennensignale über einen Hohllei­ ter zu einer Signalverarbeitungseinheit geleitet werden.

Bei Antennenanlagen der vorstehend angeführten Art ist die Signalverarbeitungseinheit nicht im Mast angeordnet, sondern im Innern des U-Boot-Druckkörpers, so daß ein ent­ sprechend langer elektrischer Hohlleiter von vorzugsweise rechteckigem Querschnitt erforderlich ist, der von der Signalverarbeitungseinheit durch den Druckkörper hindurch bis zu dem Drehantrieb am Mastoberende verläuft und dabei eine Schleife entsprechend dem Ausfahrhub des Mastes ent­ hält. Im Bereich des Drehantriebes ist der Hohlleiter mit­ tels einer bekannten Drehkupplung mit der Radarantenne ver­ bunden. Zur Vermeidung der genannten Schleife ist es auch bekannt, den Hohlleiter zu trennen und ihn an seiner Trenn­ stelle so auszubilden, daß die getrennten Enden bei aus­ gefahrenem Mast in genaue Überdeckung gelangen, um die Signalweiterleitung an dieser Stelle zu ermöglichen.

Wegen seiner sehr großen Länge ist der elektrische Hohl­ leiter, der für die Signalübertragung zwischen der Radar­ antenne und der Signalverarbeitungseinheit erforderlich ist, sehr teuer und muß ferner schonend behandelt und ge­ führt sein, da er stoßempfindlich und schmutzempfindlich ist. Die Verwendung ei­ nes zweigeteilten Hohlleiters bringt zwar eine gewisse Vereinfachung des Hohlleiters, jedoch ist die Signalüber­ tragung an der Trennstelle des Hohlleiters von schlechter Qualität. Das ist darauf zurückzuführen, daß die gesamte Mastkonstruktion im Betrieb einer gewissen elastischen Materialverformung unterliegt, die wiederum zu Relativbe­ wegungen der positionierten Hohlleiterenden an der Trenn­ stelle führt, so daß an dieser Stelle Signalverzerrungen entstehen, die zu dementsprechend schlechten Bildqualitäten auf dem Bildschirm des Leitstandes im U-Boot führen. Die relativ große Länge des eine Schleife enthaltenden und überwiegend lose geführten Hohlleiters führt ferner zu einer erhöhten Störanfälligkeit der Radaranlage. Ein ande­ rer Nachteil dieser vorbekannten Antennenanlage besteht darin, daß sie zu Reparaturzwecken im wesentlichen voll­ ständig demontiert werden muß, so daß für den Notfall voll­ ständige Antennenanlagen auf Vorrat bereitgehalten werden müssen, um lange Ausfallzeiten des U-Bootes zu vermeiden, da die Reparatur einer vollständig demontierten Anlage eine sehr lange Zeit in Anspruch nimmt. Weiterhin erfordert die Unterbringung der Signalverarbeitungseinheit im Bootsinnern einen entsprechenden Raum im Oberbereich des U-Bootes. Bei Verwendung eines geteilten Hohlleiters besteht der weitere Nachteil, daß ein hohes Stehwellenverhältnis ge­ geben ist, was sich mindernd auf die Signal-Übertragungs­ güte innerhalb des Hohlleiters auswirkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der einleitend angeführten Antennenanlage dahingehend, daß ein langer elektrischer Hohlleiter vermieden ist, daß die An­ lage im Notfall ohne ihre vollständige Demontage in kurzer Zeit repariert werden kann, daß ihre Signal-Übertragungs­ qualität erhöht und daß ihre Störanfälligkeit herabgesetzt ist.

Die Lösung der Aufgabe geht von der angeführten Antennen­ anlage aus und kennzeichnet sich dadurch, daß die Signal­ verarbeitungseinheit unterhalb der Radarantenne am oberen Endbereich des Antennenmastes angeordnet und eingangssei­ tig über einen kurzen Hohlleiter an den Antennenausgang angeschlossen ist.

In vorzugsweiser Ausgestaltung geht von der Signalverar­ beitungseinheit mindestens ein Koaxialkabel ab, verläuft durch den Mast hindurch und tritt unten seitlich aus dem Mast und aus einem Schacht als Führungseinrichtung aus und verläuft nachfolgend unter Bildung einer Schleppe in einem Kabelschleppengehäuse, das außen am Führungsschacht befe­ stigt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antennenanla­ ge ist nur ein extrem kurzer elektrischer Hohlleiter er­ forderlich, so daß hierdurch erhebliche Leiter-Kosten ein­ gespart werden. Aufgrund des extrem kurzen Hohlleiters und einer nicht erforderlichen weiteren Kupplung für den Hohl­ leiter, wie sie im Falle eines geteilten langen Hohlleiters erforderlich ist, ist ein wesentlich herabgesetztes Steh­ wellenverhältnis und eine verbesserte Dämpfung für den Hohlleiter erreicht. Ferner kann der kurze Hohlleiter ortsfest montiert werden, so daß die Störanfälligkeit der Antennenanlage erheblich herabgesetzt ist. Die nunmehr im Mastaufbau vorzugsweise als modulares Bauteil untergebrachte Signalverarbeitungseinheit ermög­ licht eine einfache Reparatur der Antennenanlage, da auch die anderen üblicherweise im Mastaufbau enthaltenen Kompo­ nenten modular gestaltet sind, so daß im Reparaturfall nur einzelne Komponenten ausgetauscht zu werden brauchen und nicht die gesamte Antennenanlage. Die erfindungsgemäße Plazierung der Signalverarbeitungseinheit führt ferner zu einer Platzersparnis im Innern des U-Bootes. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, daß die verbesserte Antennen­ anlage einen zusammenhängenden Aufbau darstellt, der auf einem Prüfstand als ein Gesamtaufbau ohne viel Umstände in allen Funktionen geprüft werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anlie­ genden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein U-Boot mit der vorgeschlagenen Antennenanlage in aus­ gefahrenem Zustand,

Fig. 2A und 2B einen Axialschnitt durch den oberen bzw. unteren Abschnitt der Antennenanlage, die sich hier in eingezogenem Zustand befindet.

Gemäß Fig. 1 befindet sich in dem üblichen, auf dem Druck­ körper 1 des allgemein mit 2 bezeichneten U-Bootes vorgese­ henen Turm 3 ein Mastaufbau 4. Der Mastaufbau besteht aus einer ortsfest auf dem Druckkörper montierten Führungsein­ richtung in Form z.B. eines Führungsschachtes 5, aus einem in dem Schacht 5 in vertikaler Richtung verfahrbaren Anten­ nenmast 6 und aus einem seitlich daneben positionierten Ausfahrzylinder 7, der einerseits im Bodenbereich des Füh­ rungsschachtes mit dem Druckkörper 1 ortsfest verflanscht ist und dessen Kolbenstange 8 andererseits im Bereich des Oberendes des Antennenmastes 6 angelenkt ist, um den Mast ausfahren und einziehen zu können. Der Antennenmast ist an seinem Unterende mit einem Führungskörper 9 versehen, bei­ spielsweise in Form einer Hülse, der bzw. die innenseitig am Führungsschacht 5 gleitet.

Auf dem Oberende des Antennenmastes 6 ist ein tragfähiges Gehäuse 10 montiert, in dem eine Signalverarbeitungsein­ heit 11 untergebracht ist, z.B. eine Sender-/Empfänger- Einheit. Auf dem die Signalverarbeitungseinheit enthal­ tenden Gehäuse 10 ist wiederum ein weiteres Gehäuse 12 be­ festigt, das den Drehantrieb 13 für eine auf diesem Gehäu­ se gelagerte Radarantenne 14 sowie weitere Funktionseinhei­ ten wie z.B. Winkelgebereinheiten enthält. Der Drehan­ trieb umfaßt einen elektrischen Antriebsmotor 15, der unter Mitwirkung eines Zugmitteltriebes 16 wiederum mit einer schematisch angedeuteten Drehkupplung 18 in Verbin­ dung steht, die ihrerseits mit der Radarantenne 14 verbun­ den ist.

Die Drehkupplung 18 ist von der Art, daß in ihrem Zentrum ein elektrischer Hohlleiter 19 axial verläuft, der vorzugs­ weise einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Hohllei­ ter ist einerseits an die Radarantenne 14 und andererseits an den Eingang der Signalverarbeitungseinheit 11 angeschlos­ sen und somit extrem kurz, da er lediglich das kleine Ge­ häuse 12, das unter anderem den Drehantrieb 13 enthält, axial durchqueren muß.

Der Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 11 ist mit we­ nigstens einem wasserdruckfesten Koaxialkabel 20 verbunden, das durch den vorzugsweise hohlen Antennenmast 6 geführt ist und unten seitlich aus diesem austritt. Das Koaxial­ kabel tritt weiter auch seitlich aus einem längeren, ver­ tikalen Schlitz 21 des Führungsschachtes 5 aus und gelangt in ein schmales, oben offenes Schleppengehäuse 22, das seitlich am Führungsschacht angeordnet ist. Im eingefahrenen Zustand des Antennenmastes 6 bildet das Kabel 20 eine Schleppe 23 aus, die weiter über ein gekrümmtes Führungs­ teil 24 am Oberrand des Schleppengehäuses abgestützt ist. Von dort ist das Koaxialkabel innerhalb des Turmes 3 und über eine Kabel-Durchführung 25 des Druckkörpers 1 bis in das Innere des U-Bootes 2 verlegt, und zwar bis zu einem Sichtgerät 26 (Fig. 1).

Der Ausfahrzylinder 7, dessen oben aus ihm austretende Kol­ benstange 8 vorzugsweise an dem die Signalverarbeitungs­ einheit 11 enthaltenden Gehäuse 10 angelenkt ist, ist mit­ tels eines unteren Verlängerungsstückes 27 ortsfest und drehfest in einem Durchführungsteil 28 des Druckkörpers 1 eingesetzt. Der im Bootsinneren befindliche Endbereich des Verlängerungsstückes ist mit Anschlüssen 29 und 30 für die Zu- und Abführung von Drucköl zum Ausfahren und Ein­ ziehen der Kolbenstange 8 und damit des Antennenmastes 6 versehen. Der mit der Kolbenstange verbundene (nicht ge­ zeigte) Kolben im Ausfahrzylinder 7 ist ein doppeltwirken­ der Kolben, der mit dem Drucköl in an sich bekannter Weise beaufschlagt wird. In einer abgeänderten Ausführung kann anstelle der beiden einzelnen Gehäuse 10 und 12 auch ein gemeinsames Gehäuse auf dem Oberende des Antennenmastes vorgesehen sein, das alle Funktionseinheiten einschließlich der Signalverarbeitungseinheit 11 und des Drehantriebes 13 enthält.

Soll die Radarantenne 14 ausgefahren werden, so wird der Ausfahrzylinder 7 über die Leitung 31 mit Drucköl versorgt, so daß die Kolbenstange 8 ausfährt und dabei den Antennen­ mast 6 mit der Antenne 14 vertikal nach oben in Arbeits­ stellung verfährt. Die Schleppe 23 des Koaxialkabels 21 und ggf. der weiteren elektrischen Kabel, die zur Strom­ versorgung der erwähnten Funktionseinheiten benötigt wer­ den, bewegen sich ebenfalls nach oben (Fig. 1). Die Ra­ darantenne wird dann in Rotation versetzt und gibt ihre Signale über den kurzen Hohlleiter an die Signalverarbei­ tungseinheit 11 weiter, wo eine Signalverarbeitung statt­ findet. Die verarbeiteten Signale werden dann über das Koaxialkabel 20 an das Sichtgerät 26 weitergeleitet und dort beobachtet. Zum Einfahren der hierfür entsprechend positionierten Radarantenne wird die andere Leitung 32 mit Drucköl beaufschlagt, so daß die Kolbenstange 8 des Ausfahrzylinders 7 wieder einfährt und damit den Antennen­ mast 6 einzieht.

Obwohl die Antennenanlage vorstehend für die Verwendung in U-Booten beschrieben ist, ist es auch möglich, sie überall dort einzusetzen, wo die Radarantenne zu ihrem Schutz oder aus anderen Gründen während der Zeit ihrer Nichtbenutzung eingezogen werden soll, z.B. in Panzerfahrzeugen.

Claims (5)

1. Antennenanlage für insbesondere U-Boote, bestehend aus einem in einer ortsfesten Führungseinrichtung ausfahr­ bar gelagerten Antennenmast, an dessen Oberende eine Radarantenne sowie deren Drehantrieb angeordnet sind, wobei die Antennensignale über einen Hohlleiter zu einer Signalverarbeitungseinheit geleitet werden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsein­ heit (11) unterhalb der Radarantenne (14) am oberen Endbereich des Antennenmastes (6) angeordnet und ein­ gangsseitig über einen kurzen Hohlleiter (19) an den Antennenausgang angeschlossen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Signalverarbeitungseinheit (11) mindestens ein Koaxialkabel (20) angeschlossen ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Signalverarbeitungseinheit (11) abgehende Koaxialkabel (20) unten seitlich aus dem Mast (6) und aus einem Schacht (7) als Führungseinrichtung aus­ tritt und nachfolgend unter Bildung einer Schleppe in einem Kabelschleppengehäuse (22) verläuft, das au­ ßen am Führungsschacht befestigt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (11) in einem tragfähigen Gehäuse (10) untergebracht ist, das auf dem Oberende des Antennenmastes (6) montiert ist und den Drehantrieb (13) mit der Radarantenne (14) trägt.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drehantrieb (13) für die Radar­ antenne (14) und die Signalverarbeitungseinheit (11) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.