DE9416493U1

DE9416493U1 - Radome

Info

Publication number: DE9416493U1
Application number: DE9416493U
Authority: DE
Original assignee: Hans Kolbe and Co; Fuba Hans Kolbe and Co
Current assignee: Hans Kolbe and Co; Fuba Hans Kolbe and Co
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2004-10-14

Description

Die Erfindung betrifft Radome für Antennen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung, insbesondere für Gruppenantennen des GHz-Bereichs, wie sie z.B. als ortsfeste Sende- und Empfangsantennen der neuen zellularen Funknetze bekannt sind.The invention relates to radomes for antennas of the type specified in the preamble of the main claim, in particular for group antennas in the GHz range, such as those known as fixed transmitting and receiving antennas in the new cellular radio networks.

Die typischen geometrischen Abmessungen und Maßverhältnisse dieses Antennentyps werden am Beispiel zweier Sektorantennen für das 1,8-GHz-Mobilfunknetz erläutert:The typical geometric dimensions and dimensional ratios of this antenna type are explained using the example of two sector antennas for the 1.8 GHz mobile network:

- Bei einer Antenne mit acht Einzelstrahlern in linear/ vertikal gestockter Anordnung ist das Masse- und Reflektorblech 1 300 mm hoch und 170 mm breit. Der umgebogene Rand hat eine Höhe von 21 mm.- For an antenna with eight individual radiators in a linear/vertical stacked arrangement, the ground and reflector plate is 1,300 mm high and 170 mm wide. The bent edge has a height of 21 mm.

- Das Masse- und Reflektorblech einer ebensolchen Antenne mit zwölf Einzelstrahlern hat die gleiche Breite und gleich hohe Seitenwangen, aber eine Höhe von 1 850 mm.- The ground and reflector plate of an antenna of the same type with twelve individual radiators has the same width and side walls of the same height, but a height of 1 850 mm.

- Die Seitenwangen der Radome sind z.B. bei Ausführung der Einzelstrahler als Flächensegmentstrahler (Patches) für die beiden Antennentypen jeweils 35 mm hoch. Die Radomflache ist in Strahlungsrichtung leicht nach außen gewölbt.- The side walls of the radomes are 35 mm high for both antenna types, for example when the individual radiators are designed as surface segment radiators (patches). The radome surface is slightly curved outwards in the direction of radiation.

Die länglich-flache Form der Antenne und das Erfordernis des Radoms aus Kunststoff, das mit dem Reflektor- und Masseblech zu verbinden ist, bringen einen gravierenden Nachteil mit sich: Das Radom-Material ist den für Kunststoffe charakteristischen Alterungsprozessen unterworfen, die u.a. auch zu einer gewissen Schrumpfung führen. Dieser Prozeß läßt sich auch dadurch nicht gänzlich verhindern, daß man die Radomkörper vor dem Zusammenbau einer künstlichen Alterung unterzieht. Im Dauerbetrieb in der Praxis kommt es durch die wechselnden Witterungsbedingungen, vor allem durch Sonnenstrahlung und höhere Temperaturen, zur Verformung des Radoms und damit notwendig zur Verformung des gesamten Antennenkörpers.The long, flat shape of the antenna and the requirement for a plastic radome, which is connected to the reflector and ground plate, bring with it a serious disadvantage: the radome material is subject to the aging processes characteristic of plastics, which also lead to a certain amount of shrinkage. This process cannot be completely prevented by subjecting the radome body to artificial aging before assembly. In continuous operation in practice, the changing weather conditions, especially solar radiation and higher temperatures, cause the radome to deform and thus necessarily the entire antenna body to deform.

Auf Grund der Tatsache, daß in Richtung der Antennen-Längsachse das Maß der Schrumpfung am größten und gleichzeitig die Stabilität des Reflektor- und Masseblechs am geringsten ist, nimmt die Antenne eine leichte, aber mit dem bloßen Auge sichtbare Bogenform an. Man könnte diese Durchbiegung durch Versteifung des Blechteils mit Profilelementen verhindern; bis dato haben aber wohl alle Hersteller auf diese Möglichkeit verzichtet. Das ist mit Sicherheit nicht zuletzt auf Gründe der Gewichtsund Kostenersparnis zurückzuführen. So muß man auch eventuelle Änderungen der Antennen-Charakteristika in Kauf nehmen.
Denkbare andere Lösungen des Problems sind nicht bekannt.Due to the fact that the degree of shrinkage is greatest in the direction of the antenna's longitudinal axis and the stability of the reflector and ground sheet is lowest, the antenna takes on a slight arched shape that is visible to the naked eye. This bending could be prevented by stiffening the sheet metal part with profile elements; however, to date all manufacturers have refrained from doing this. This is certainly not least due to reasons of weight and cost savings. This means that possible changes to the antenna characteristics must also be accepted.
Other possible solutions to the problem are not known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ungünstigen Auswirkungen der durch Alterung bedingten Schrumpfung des Radom-Materials auf die Form des Antennenkörpers durch konstruktive Maßnahmen wirkungsvoll einzuschränken bzw. zu verhindern.The invention is based on the object of effectively limiting or preventing the unfavorable effects of the shrinkage of the radome material due to aging on the shape of the antenna body by means of constructive measures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details.This object is achieved according to the invention with the features specified in the characterizing part of the main claim. The subclaims contain preferred embodiments and details.

Die erfindungsgemäßen Trennfugen und Sicken wirken als Zugentlastung ähnlich dem Entlastungsbogen bei Rohrleitungen, d.h. sie kompensieren die durch die Schrumpfung im Radom-Material hervorgerufenen Zugkräfte, die sonst zum Verbiegen des Reflektor- und Masseblechs führen. Der Aufwand zur Realisierung der Erfindung ist - speziell, was die Lösung mit Sicken und mit der Wellung anbetrifft - denkbar gering. Es bedarf nur einer Ergänzung der Form, mit der das Radom aus dem Platten-Ausgangsmaterial hergestellt wird, und dann ist in der Fertigung selbst kein weiterer Arbeitsgang erforderlich. Bei Anordnung von sich überlappenden Trennfugen fällt als einziger zusätzlicher Aufwand die Öffnung für den Austritt von Kondenswassser an, das sich auf Grund von eventuellen Undichtigkeiten bilden könnte.The separating joints and beads according to the invention act as a strain relief similar to the relief bend in pipelines, i.e. they compensate for the tensile forces caused by the shrinkage in the radome material, which would otherwise lead to bending of the reflector and ground sheet. The effort required to implement the invention is extremely low - especially with regard to the solution with beads and corrugation. All that is required is an addition to the shape with which the radome is made from the plate starting material, and then no further work step is required in the production itself. When overlapping separating joints are arranged, the only additional effort required is the opening for the escape of condensate that could form due to possible leaks.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Figur 1. Gehäuseaufbau einer Sektorantenne für MobiIfunknetzeThe invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. The accompanying drawing shows a schematic representation of Figure 1. Housing structure of a sector antenna for mobile radio networks

a) Längs s chnitt,a) Longitudinal section,

b) Quers chnittb) Cross section

Figur 2. Verformte Antenne, Seitenansicht Figur 3. Längsschnitte erfindungsgemäßer RadomeFigure 2. Deformed antenna, side view Figure 3. Longitudinal sections of radomes according to the invention

Das Antennengehäuse nach Figur 1 besteht aus dem Masse- und Reflektorblech 1 und dem Radom 2. Das Radom umfaßt das Blechelement wie ein Deckel, und die Fuge 3 zwischen den hochbogenen Rändern beider Elemente wird mit einem pastosen Kleber ausgefüllt, der dauerhaft gummielastisch bleibt.The antenna housing according to Figure 1 consists of the ground and reflector sheet 1 and the radome 2. The radome encloses the sheet metal element like a lid, and the gap 3 between the curved edges of both elements is filled with a pasty adhesive that remains permanently rubber-elastic.

Figur 2 zeigt den Antennenkörper des bekannten Stands der Technik nach längerer Betriebsdauer. Das Radom-Material schrumpft zwar allseitig relativ im gleichen Maß, aber der Absolutwert der Kontraktion ist in Richtung der Längsachse am größten. Durch die sich in der Radom-Frontfläche bildende Zugkraft entsteht ein Drehmoment im oberen und im unteren Randbereich, und das Masse- und Reflektorblech wird zu einer Art Kreisbogen, mit einer Sehnenhöhe von jeweils einigen mm, verformt.Figure 2 shows the antenna body of the known state of the art after a long period of operation. The radome material shrinks relatively to the same extent on all sides, but the absolute value of the contraction is greatest in the direction of the longitudinal axis. The tensile force that forms in the radome front surface creates a torque in the upper and lower edge area, and the mass and reflector sheet is deformed into a kind of circular arc, with a chord height of a few mm each.

In Figur 3 sind Radomschnitte mit erfindungsgemäß umgebildeter Frontfläche dargestellt. Die Möglichkeiten, von denen hier nur einige angedeutet sind, reichen von der Lösung mit einer oder mehreren Quersicken 4 über die Trennfugen 5 und die Wellung 6 bis zur Kombination verschiedener Formen, z.B. von Trennfugen und Sicke.Figure 3 shows radome sections with a front surface modified according to the invention. The possibilities, only a few of which are indicated here, range from the solution with one or more transverse beads 4 to the separating joints 5 and the corrugation 6 to the combination of different shapes, e.g. separating joints and beads.

In Realisierung der Erfindung wurden umfangreiche Tests vorgenommen, die sämtlich die hier gemachten Aussagen bestätigen. Selbst Langzeitversuche in der Klimakammer ergaben bei üblichen und bei forcierten Schrumpfungswerten des Kunststoff-Materials, daß die Verformung über die erfindungsgemäßen Mittel zur Zugentlastung aufgefangen wird und das Masse- und Reflektorblech eben bleibt.In implementing the invention, extensive tests were carried out, all of which confirm the statements made here. Even long-term tests in the climate chamber showed that, with normal and forced shrinkage values of the plastic material, the deformation is absorbed by the strain relief means according to the invention and the ground and reflector sheet remains flat.

Claims

Protection claims

1. Radome for antennas in which radiators or radiator groups are arranged in front of a flat metallic reflector and ground surface, whereby

- the reflector and ground plate can be bent upwards like a box at the edges and the radome is also essentially designed as a flat box part,

- the side walls of the radome, when assembled, grip over the edges or side walls of the reflector and ground plate and are connected to them preferably by gluing, and

- the outer contours of the antenna body, viewed in the direction of radiation, preferably form an elongated rectangle with little structural depth,

characterized,

that in the front surface of the radome (2), at right angles to the longitudinal axis of the antenna body, at least one separating joint (5) with overlapping edges or at least one bead (4) is arranged, or the front surface of the radome (2) is provided with a corrugation (6) at right angles to the longitudinal axis.

2. Radome according to claim 1, characterized in that, when using the separating joint (5), the overlap of the edges is designed so that preferably the upper edge covers the lower one.

3. Radome according to claim 1 and 2, characterized in that, when using the separating joint (5), an opening for the discharge of condensate is provided at the lower edge of the antenna body.

4. Radome according to claim 1, characterized in that a separating joint (5) or bead (4) is provided for a length section of the antenna body, viewed in the direction of the longitudinal axis, of 2 to 3 times, preferably 3 times the width of the antenna body.