EP0052231A1 - Kurzwellendrehantenne - Google Patents

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Publication number
EP0052231A1
EP0052231A1 EP81108309A EP81108309A EP0052231A1 EP 0052231 A1 EP0052231 A1 EP 0052231A1 EP 81108309 A EP81108309 A EP 81108309A EP 81108309 A EP81108309 A EP 81108309A EP 0052231 A1 EP0052231 A1 EP 0052231A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
short
holder
rotating antenna
antenna according
wave rotating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP81108309A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Krausen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Germany
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Germany filed Critical BBC Brown Boveri AG Germany
Publication of EP0052231A1 publication Critical patent/EP0052231A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/04Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/062Two dimensional planar arrays using dipole aerials

Definitions

  • the invention relates to a short-wave rotating antenna with a vertically arranged, fork-shaped frame, which is formed by a bridge with at least two masts, between which at least one grating reflector common to all antennas and on both sides in planes parallel to it, curtain antennas are spanned by means of supporting cables, whereby the bridge is rotatably supported about a vertical axis at a distance from the ground.
  • Such short-wave rotating antennas are suitable for short-wave broadcasting stations with transmitters of high power, which have the task of providing radio coverage to all areas of the world in medium and long distances from the transmitting station with large field strengths.
  • a rotating antenna for the shortwave range is known, wherein the antennas are clamped between a vertically disposed frame.
  • This is formed by a horizontally installed console, on the ends of which two towers are placed.
  • the frame can be rotated around its vertical axis of symmetry using a rotating mechanism.
  • the slewing gear consists of a bearing in the center below the center of gravity of the frame for supporting and guiding the same.
  • a drive is provided between the fixed part and the movable part of the bearing.
  • a disadvantage of this device is the rigid frame because of the fact that the tensioning of the antennas arranged flat between the frame is very complex and difficult.
  • the supporting cables of the antennas are led to the towers and from there deflected downwards by rope pulleys.
  • the hanging ends of the suspension cables are connected to weights to tension the antennas.
  • the space remaining between the frame of the antenna and the floor is very small in this device.
  • a further use of this area for the construction of smaller buildings under the antenna is therefore not possible. This makes the entire system very expensive because additional terrain is required for the construction of outbuildings.
  • the bearing used in this antenna is designed as a thrust ball bearing or roller bearing. It is not particularly suitable for such an antenna, since this bearing cannot completely transmit the forces emanating from the frame into the foundation, so that no rigid, coherent connection is formed between the rotatable part and the foundation.
  • the object of the invention is therefore to create a short-wave rotating antenna which is simple in construction, requires a minimum of floor space and has a maximum of stability and load-bearing capacity.
  • the bridge comprises at least two supports arranged in series, between which at least one holder for fastening at least one rotary connection is arranged, that each support is connected to the holder in an articulated manner and the rotary connection in addition is placed on a fixed tower and fastened to it, and that the ends of the supporting cables holding the curtain antennas are anchored to the masts and fastened thereon.
  • the bracket for the rotary connection provided on the bridge is formed by a thick-walled cylinder. This is provided on the outside on two opposite sides, each with a bracket for articulated connection with a beam forming the bridge. With this cylinder, part of the rotary connection can be screwed in a simple manner and thereby connected to the rotatable part of the antenna.
  • the bracket is arranged between the two carriers.
  • Each carrier is connected to the holder via a joint.
  • the axes of the two joints run parallel to one another and perpendicular to the longitudinal axes of the two beams. In addition, they are arranged horizontally so that they also run parallel to the ground. It is thereby achieved that the carriers can be rotated up or down in a vertical plane. If necessary, the carriers can be rotated so that they are no longer arranged horizontally to one another, but enclose an angle greater or less than 90 ° with the vertical.
  • the girders used to form the bridge are constructed as tubular or angled lattice constructions. It is about this is a particularly stable embodiment, which allows the outward-facing ends of the supports to be loaded with additional weights, in particular the masts, without the risk of kinking.
  • the masts placed on the bridge to form the frame are also designed as tubular or angled grid structures. This is a relatively light, but as already mentioned above, very stable embodiment of components.
  • the bridge is formed by two beams of equal length. The same applies to the two masts placed on the bridge. This creates a symmetrical frame between which the antennas and reflectors can be easily stretched over a surface.
  • the rotary connection fastened to the underside of the holder is placed on a tower, on the top of which a thick-walled cylinder is arranged and held.
  • This cylinder is used to attach the slewing ring to the tower.
  • the tower has four separate supports, which are arranged at a defined distance from one another and whose lower ends are anchored in the ground.
  • the tower is at least 12 to 14 m high and is also designed as a tubular or angled grid construction.
  • the tower is also the option of designing the tower as a truncated cone and pouring it from reinforced concrete.
  • the cylinder placed on the top of the tower is non-positively connected to it and can be screwed to the rotating connection in some areas so that it is also held on the tower.
  • the short-wave rotating antenna according to the invention is designed so that the lower edge of the bridge forming the frame is at least 17 m from the ground.
  • the rotary connection fastened to the bridge and the tower is advantageously designed as a ball rotary connection.
  • This ball slewing ring has two outer and one middle ring.
  • the two outer rings are placed on top of each other and screwed together.
  • the middle ring is mounted in inner recesses of the two outer rings, a spherical ring being arranged between the middle and each outer ring.
  • the two outer rings screwed together are additionally attached to the bracket of the bridge, while the middle ring is fixed to the tower.
  • the middle ring is advantageously screwed to the cylinder installed on the end face of the tower.
  • the articulated mounting of the two brackets that form the bridge guarantees an independent voltage for the antennas and reflectors that are to be stretched between the fork-shaped frame.
  • the suspension cables that hold the antenna and reflectors can therefore be firmly attached to the masts. So far, the antennas and reflectors have been stretched so that their carrying cables leading to the masts have been guided there over rollers and deflected downward, the ends of the carrying cables having been provided with weights. These additional weights are necessary in order to constantly bring about the desired voltage for the antennas suspended over the surface.
  • these weights can be dispensed with, since the supports, because of their articulated mounting, always rotate downwards until the tensile force generated due to their own weight is in balance with the tensile force generated in the supporting cables of the antennas and reflectors.
  • the antenna can be assembled simply and quickly. Due to the independent tensioning of the antennas, the device has a much greater stability than previous short-wave rotating antenna devices.
  • the swivel ball joint is a connecting element which is composed of relatively few mechanically stressed components and is therefore less sensitive than other devices of this type.
  • the vertical forces emanating from the frame of the short-wave rotating antenna are transmitted to the two outer rings of the spherical slewing ring. From there they reach the central ring via the ball rims and from there into the tower.
  • the swivel ball joint thus represents an optimal connection between the rotatable and the fixed part of the short-wave rotating antenna.
  • a base area of approximately 15 x 15 meters is required for the antenna system.
  • the rest of the area below the antenna is freely accessible and accessible.
  • the control and signal processing part of the electric drive is built with electronic devices.
  • the desired azimuth direction is digitally preselected and displayed.
  • the selected commands are stored electronically and are executed automatically after pressing the release button, the direction of rotation corresponding to the shortest path being selected by means of an electronic comparison between the actual value and the setpoint. In this case, the acceleration and deceleration when changing direction is also automatic.
  • a switch to manual drive enables direct control of the drive motors in both directions of rotation and at two different speeds. All important operating states are displayed.
  • the short-wave rotary antenna according to the invention which comprises a frame 1, which is formed by two supports 3 and 4, a holder 5 and two masts 6 and 7, a tower 8, a rotating connection 9, antenna radiator 10 and a reflector 11.
  • the short-wave rotary antenna according to the invention is equipped with a fork-shaped frame 1. This is formed by two horizontally arranged supports 3 and 4.
  • the two supports are of equal length and are designed as tubular or angled grating constructions.
  • the length of the beams 3 and 4 depends on the desired size of the short-wave rotating antenna.
  • a bracket 5 for fastening the rotary connection 9 is arranged between the two supports 3 and 4 arranged horizontally in series.
  • Each of the two supports 3 and 4 is non-positively connected to the holder 5 via a joint 12A, 12B.
  • the holder 5 is a thick-walled cylinder, the outer diameter of which is larger than the width of the supports 3 and 4.
  • the holder 5 is connected to the two supports 3 and 4 on the outside on two opposite sides each provided a boom 5A and 5B.
  • each arm 5A, 5B is provided with two slots 13 and 14. These two slots run parallel to one another and to the two lateral boundary surfaces of the cantilever 5A, 5B.
  • the carrier 3, 4 is extended for articulated connection to the holder 5 by two tabs 3L, 4L.
  • the two tabs 3L, 4L are attached to the end of the carrier 3, 4 facing the holder 5.
  • the two tabs 3L and 4L run parallel to each other. The distance is dimensioned so that in each case a tab 3L or 4L in a slot 13 and 14 of the boom 5 A, 5B may be inserted.
  • the slots 13 and 14 are open at the top and bottom and on the side facing the carrier 3, 4.
  • the brackets 5A and 5B and the tabs 3L and 4L are provided at equivalent locations with through bores in such a way that the hinge axis of the hinge 12A, 12B can be guided through such that it runs perpendicular to the longitudinal axis of the carrier 3, 4.
  • the hinge axes of the two joints 12A, 12B is externally secured to the two lateral boundary surfaces of the boom 5A and 5 B by one or more screws 12S. This connection of the two supports 3 and 4 to the holder 5 ensures that the supports are rotatably supported in a vertical plane up and down.
  • a mast 6, 7 is placed on each of the two outward-facing ends of the two supports 3 and 4 and non-positively connected to the supports 3, 4.
  • the two masts 6 and 7 are of equal length and are constructed as tubular or angular lattice constructions. Together with the bridge 3, 4, 5, they form the fork-shaped frame 1, between which the antenna radiators 10 and the reflector 11 are stretched.
  • the number of antenna radiators spanned within frame 1 is determined by the size of the curtain antennas to be suspended.
  • the size of the frame 1 is preferably chosen so that antennas of different types and frequency ranges up to the size of an antenna of HR 4/4 / 0.5 for 6/7/9/11 MHz can be spanned as desired.
  • the type designation HR 4/4 / 0.5 means that the dipole wall in question consists of 4 horizontal rows, each with two full-wave dipoles (corresponding to four half-wave dipoles).
  • the letter "R" indicates the grating reflector.
  • the standard version of the short-wave rotating antenna is equipped with an antenna HR 4/4 / 0.5 f. 6/7/9/11 MHz and an antenna HR 4/4/1 for 15/17/21/26 MHz.
  • the supporting cables 20 can all antenna antennas 10, which are led to the masts 6 and 7, be attached directly there.
  • the deflection of these ropes via rollers and the additional attachment of weights at the ends of the support ropes is not necessary, since the tension of the antenna radiators 10 arranged between the frame 1 takes place automatically in this short-wave rotating antenna according to the invention.
  • This is done, as already mentioned, by the rotatable mounting of the two supports 3 and 4. Because of their own weight and the weight of the two masts 6 and 7, these are always turned down so far that the tensile forces exerted by them are in balance with the Stand tensile forces that occur in the suspension cables 20 of the curtain antennas.
  • the rotary connection 9 is fastened to the underside of the holder 5, with the aid of which the frame 1 can be rotated around its vertical axis without a stop.
  • This slewing ring 9 is advantageously designed as a ball slewing ring.
  • FIG 3 shows a vertical section through such a ball slewing ring.
  • This rotary ball joint essentially comprises two outer rings 30. These two rings are placed one on top of the other and are non-positively connected to one another, in particular by means of screws 30A.
  • the ball slewing ring has a central ring 31. This is supported with specially designed outer edges in the inner recesses of the two rings 30.
  • a spherical ring 31A is arranged between the middle ring 31 and each of the two outer rings 30.
  • the middle ring 31 of the ball slewing ring 9 is placed on a holder 21 at the top of the tower 8 and screwed to it.
  • This holder 21 preferably also consists of a thick-walled cylinder which is designed in a similar manner to the holder 5.
  • the bracket 21 is non-positively attached to the top of the tower 8.
  • the tower 8 is a tubular or angular lattice construction with four legs, the lower ends of which are anchored in the building ground. Instead of the tower 8, which is designed as a tubular or angular lattice structure, a truncated cone cast and reinforced with concrete can also be used.
  • the height of the tower 8 is such that the lower edges of the two beams 3 and 4 are at a minimum distance of 17 meters from the floor.
  • the antenna antennas 10 are supplied from the center.
  • the short-wave rotating antenna has a symmetrical 300 ohm input 22, which is guided into the center of the fixed tower 8 at a height of approximately 3.6 meters above the ground.
  • the total height of tower 8 is about 15 meters.
  • a symmetrical feed line 23 leads to the contacts of an antenna selector switch (not shown here).
  • FIG. 1 shows, the space between the floor and the lower end of the frame is freely accessible and accessible. If necessary, buildings can be erected at the height of tower 8 below frame 1.
  • a non-positive connection between the frame 1 and the tower 8 is produced by the ball slewing ring 9.
  • the short-wave rotating antenna can be swiveled in any azimuth direction with an accuracy of + 1 ° using a remote control (not shown here). Since no mechanical stops limit the range of rotation, the antenna can be aligned to the new target area by the shortest route. In the worst case, a time of 3 minutes is required.
  • the ball slewing ring is driven by at least one electric motor (not shown here). This outputs its power, for example, via a pinion (not shown here) to a ring gear which is arranged in the region of the two outer rings 30 of the ball slewing ring.
  • electro-hydraulically actuable locking devices (not shown here) are provided, which are inserted into the toothing of the ring gear and thus mechanically fix the rotating system.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Kurzwellendrehantenne (1) mit einem vertikal angeordneten, gabelförmigen Rahmen (3 bis 7), der durch eine Brücke (3,4,5) mit wenigstens zwei aufgesetzten Masten (6 und 7) gebildet ist, zwischen denen flächenhaft mindestens ein für alle Antennen (10) gemeinsamer Gitterreflektor (11) und beidseitig in Ebenen parallel dazu Vorhangantennen (10) mittels Tragseilen (20) aufgespannt sind, wobei-die Brücke (3,4,5) mit Abstand vom Boden um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß weist die Brücke wenigstens zwei in Reihe angeordnete Träger (3,4) auf, zwischen denen mindestens eine Halterung (5) für die Befestigung wenigstens einer Drehverbindung (9) angeordnet ist. Die beiden Träger (3 und 4) sind über je ein Gelenk (12) mit der Halterung (5) verbunden. Die Drehverbindung (9) ist zusätzlich auf einen feststehenden Turm (8) aufgesetzt und daran befestigt. Die Enden der die Vorhangantennen (10) haltenden Tragseile (20) sind zu den Masten (6 und 7) hin abgespannt und daran befestigt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzwellendrehantenne mit einen vertikal angeordneten, gabelförmigem Rahmen, der durch eine Brücke mit wenigstens zwei aufgesetzten Masten gebildet ist, zwischem dem flächenhaft wenigstens ein für alle Antennen gemeinsamer Gitterreflektor und beidseitig in Ebenen parallel dazu Vorhangantennen mittels Tragseilen aufgespannt sind, wobei die Brücke mit Abstand vom Boden um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist.
  • Solche Kurzwellendrehantennen sind für Kurzwellenrundfunkstationen mit Sendern großer Leistung geeignet, die eine Rundfunkversorgung aller Gebiete der Erde in mittleren und großen Entfernungen von der Sendestation mit großen Feldstärken zur Aufgabe haben.
  • Aus der DE-OS 2 745 852 ist eine Drehantenne für den Kurzwellenbereich bekannt, wobei die Antennen zwischen einem vertikal angeordneten Rahmen aufgespannt sind. Dieser wird durch eine horizontal installierte Konsole gebildet, auf deren Enden zwei Türme aufgesetzt sind. Der Rahmen kann mit Hilfe eines Drehwerks um seine vertikale Symmetrieachse gedreht werden. Das Drehwerk besteht aus einem im Zentrum unterhalb des Schwerpunktes des Rahmens angeordneten Lager zur Stützung und Führung desselben. Zwischen dem feststehenden Teil und dem beweglichen Teil des Lagers ist ein Antrieb vorgesehen.
  • Von Nachteil ist bei dieser Einrichtung der starr ausgebildete Rahmen aufgrund dessen das Spannen der zwischen dem Rahmen flächig angeordneten Antennen sehr aufwendig und schwierig ist. Hierfür werden die Tragseile der Antennen zu den Türmen geführt und von dort über Seillaufrollen nach unten umgelenkt. Die nach unten hängenden Enden der Tragseile werden zum Spannen der Antennen mit Gewichten verbunden. Der zwischen dem Rahmen der Antenne und dem Boden verbleibende Freiraum ist bei dieser Einrichtung sehr klein. Eine weitere Nutzung dieses Geländes zur Erstellung von kleineren Gebäuden unter der Antenne ist deshalb nicht möglich. Die gesamte Anlage wird dadurch sehr teuer, da weiteres Terrain für die Erstellung von Nebengebäuden erforderlich ist.
  • Das bei dieser Antenne verwendete Lager ist als Druckkugellager oder Rollenlager ausgebildet. Es ist für eine solche Antenne nicht besonders geeignet, da dieses Lager die vom Rahmen ausgehenden Kräfte nicht vollständig in das Fundament übertragen kann, so daß keine starre schlüssige Verbindung zwischen dem drehbaren Teil und dem Fundament gebildet wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kurzwellendrehantenne zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, ein Minimum an Stellfläche benötigt und dabei ein Maximum an Stabilität und Tragfähigkeit aufweist.
  • Die Aufgabe wird bei der Kurzwellendrehantenne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Brücke wenigstens zwei in Reihe angeordnete Träger umfaßt, zwischen denen mindestens eine Halterung für die Befestigung wenigstens einer Drehverbindung angeordnet ist, daß jeder Träger gelenkig mit der Halterung verbunden und die Drehverbindung zusätzlich auf einen feststehenden Turm aufgesetzt und daran befestigt ist, und daß die Enden der die Vorhangantenner haltenden Tragseile zu den Masten hin abgespannt und daran befestigt sind.
  • Die an der Brücke vorgesehene Halterung für die Drehverbindung wird durch einen dickwandigen Zylinder gebildet. Dieser ist außen an zwei gegenüberliegenden Seiten mit je einem Ausleger zur gelenkigen Verbindung mit je einem die Brücke bildenden Träger versehen. Mit diesem Zylinder kann ein Teil der Drehverbindung auf einfache Weise verschraubt und dadurch mit dem drehbaren Teil der Antenne verbunden werden.
  • Die Halterung ist zwischen den beiden Trägern angeordnet. Die Verbindung eines jeden Trägers mit der Halterung erfolgt über ein Gelenk. Die Achsen der beiden Gelenke, verlaufen zueinander parallel und zu den Längsachsen der beiden Träger senkrecht. Zusätzlich sind sie horizontal angeordnet, so daß sie zum Erdboden ebenfalls parallel verlaufen. Dadurch wird erreicht, daß die Träger in einer vertikalen Ebene nach oben bzw. unten gedreht werden können. Die Träger können bei Bedarf so gedreht werden, daß sie nicht mehr horizontal zueinander angeordnet sind, sondern mit der Senkrechten einen Winkel größer oder kleiner 90° einschließen.
  • Die zur Bildung der Brücke verwendeten Träger sind als Rohr-oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet. Es handelt sich hierbei um eine besonders stabile Ausführungsform, die es gestattet, die nach außen weisenden Enden der Träger mit zusätzlichen Gewichten, insbesondere den Masten zu belasten, ohne daß die Gefahr eines Abknickens gegeben ist.
  • Die zur Bildung des Rahmens auf die Brücke aufgesetzten Maste sind ebenfalls als Rohr- oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet. Es handelt sich hierbei um eine relativ leichte, jedoch wie bereits oben erwähnt, sehr stabile Ausführungsform von Bauelementen.
  • Die Brücke wird von zwei gleichlangen Trägern gebildet. Das gleiche gilt für die beiden auf die Brücke aufgesetzten Maste. Dadurch wird ein symmetrisch ausgebildeter Rahmen geschaffen, zwischen dem auf einfache Weise die Antennen und Reflektoren flächenhaft aufgespannt werden können.
  • Die an der Unterseite der Halterung befestigten Drehverbindung ist auf einen Turm aufgesetzt, auf dessen Spitze ein dickwandiger Zylinder angeordnet und gehaltert ist. Dieser Zylinder dient zur Befestigung der Drehverbindung am Turm. Der Turm weist vier voneinander getrennte Abstützungen auf, die in einem definierten Abstand voneinander angeordnet sind und deren untere Enden im Boden verankert sind. Der Turm ist mindestens 12 bis 14 m hoch und ebenfalls als Rohr- oder Winkelgitterkonstruktion ausgebildet.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, den Turm als Kegelstumpf auszubilden und aus armiertem Beton zu gießen. Der auf die Spitze des Turmes aufgesetzte Zylinder ist mit diesem kraftschlüssig verbunden und kann bereichsweise mit der Drehverbindung verschraubt werden, so daß diese auch am Turm gehaltert ist. Die erfindungsgemäße Kurzwellendrehantenne ist so ausgebildet, daß die Unterkante der den Rahmen bildenden Brücke einen Mindestabstand von 17 m vom Boden hat.
  • In vorteilhafter Weise ist die an der Brücke und dem Turm befestigte Drehverbindung als Kugeldrehverbindung ausgebildet.
  • Diese Kugeldrehverbindung weist zwei äußere und einen mittleren Ring auf. Die beiden äußeren Ringe sind aufeinandergesetzt und miteinander verschraubt. Der mittlere Ring ist in inneren Ausnehmungen der beiden äußeren Ringe gelagert, wobei zwischen dem'mittleren und jedem äußeren Ring ein Kugelkranz angeordnet ist. In vorteilhafter Weise sind die beiden äußeren, miteinander verschraubten Ringe zusätzlich an der Halterung der Brücke befestigt, während der mittlere Ring am Turm fixiert ist.
  • In vorteilhafter Weise ist der mittlere Ring an dem auf der Stirnfläche des Turmes'installierten Zylinders festgeschraubt.
  • Durch die gelenkige Halterung der beiden Träger, die die Brücke bilden, wird eine selbständige Spannung der Antennen und Reflektoren garantiert, die zwischen dem gabelförmigen Rahmen aufgespannt werden sollen. Die Tragseile, die die Antenne und Reflektoren halten, können deshalb fest an den Masten fixiert werden. Bisher wurden die Antennen und Reflektoren so aufgespannt, daß ihre zu den Masten hingeführten Tragseile dort über Rollen geführt und nach unten umgelenkt wurden, wobei die Enden der Tragseile mit Gewichten versehen wurden. Diese zusätzlichen Gewichten sind hierbei erforderlich, um für die flächig aufgehängten Antennen ständig die gewünschte Spannung zu bewirken.
  • Bei der erfindungsgemäßen Kurzwellendrehantenne kann auf diese Gewichte verzichtet werden, da sich die Träger aufgrund ihrer gelenkigen Halterung immer soweit nach unten drehen, bis die aufgrund ihres Eigengewichtes erzeugte Zugkraft im Gleichgewicht steht mit der in den Tragseilen der Antennen und Reflektoren erzeugten Zugkraft.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Kurzwellendrehantenne auf die zusätzliche Gewichte und Umlenkrollen verzichtet werden kann, ist ein einfacher und schneller Zusammenbau der Antenne möglich. Durch das selbständige Spannen der Antennen weist die Einrichtung eine wesentlich größere Stabilität als bisherige Kurzwellendrehantenneneinrichturgen auf.
  • Mit der Kugeldrehverbindung, die zwischen der Brücke und dem feststehenden Turm angeordnet ist, können die zwischen dem Rahmen aufgespannten Vorhangantennen um eine vertikale Achse gedreht werden. Bei der Kugeldrehverbindung handelt es sich um ein Verbindungselement, das aus relativ wenigen mechanisch beanspruchten Bauelementen zusammengesetzt und deshalb unempfindlicher als andere Vorrichtungen dieser Art ist. Die vom Rahmen der Kurzwellendrehantenne ausgehenden Vertikalkräfte werden auf die beiden äußeren Ringe der Kugeldrehverbindung übertragen. Von dort gelangen sie über die Kugelkränze auf den Mittelring und von diesem in den Turm. Damit stellt die Kugeldrehverbindung eine optimale Verbindung zwischen dem drehbaren und dem festen Teil der Kurzwellendrehantenne dar.
  • Für das Antennensystem wird eine Grundfläche von ca. maximal 15 x 15 Metern benötigt. Das übrige Gelände unterhalb der Antenne ist frei begeh- und befahrbar. Der steuerungs- und signalverarbeitende Teil des Elektroantriebes ist mit Elektronikgeräten aufgebaut. Die gewünschte Azimutrichtung wird digital vorgewählt und angezeigt. Die gewählten Befehle werden elektronisch gespeichert und nach Betätigung der Freigabetaste automatisch ausgeführt, wobei durch einen elektronischen Vergleich zwischen Ist- und Sollwert die dem kürzesten Weg entsprechende Drehrichtung gewählt wird. Auch die Beschleunigung und Verzögerung beim Richtungswechsel erfolgt in diesem Fall automatisch. Ein Umschalter auf Handantrieb ermöglicht das direkte Ansteuern der Antriebsmotoren in beide Drehrichtungen und in zwei verschiedenen Geschwindigkeiten. Alle wichtigen Betriebszustände werden angezeigt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert und der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt dargestellt.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 eine Kurzwellendrehantenne,
    • Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Kurzwellendrehantenne direkt über der Brücke,
    • Fig. 3 eine Kugeldrehverbindung im Vertikalschnitt.
  • Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Kurzwellendrehantenne die einenm Rahmen 1, der durch zwei Träger 3 und 4, eine Halterung 5 sowie zwei Maste 6 und 7 gebildet ist, einen Turm 8, einer Drehverbindung 9, Antennenstrahler 10 und einen Reflektor 11 umfaßt. Um die Antennenstrahler 10 flächenhaft aufspannen zu können, ist die erfindungsgemäße Kurzwellendrehantenne mit einem gabelförmigen Rahmen 1 ausgestattet. Dieser wird durch zwei horizontal angeordnete Träger 3 und 4 gebildet. Die beiden Träger sind gleichlang und als Rohr-oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet. Die Länge der Träger 3 und 4 richtet sich nach der gewünschten Größe der Kurzwellendrehantenne. Zwischen den beiden horizontal in Reihe angeordneten Trägern 3 und 4 ist eine Halterung 5 zur Befestigung der Drehverbindung 9 angeordnet. Jeder der beiden Träger 3 und 4 ist über ein Gelenk 12A, 12B mit der Halterung 5 kraftschlüssig verbunden. Wie Fig. 2 zeigt, handelt es sich bei der Halterung 5 um einen dickwandigen Zylinder, dessen Außendurchmesser größer ist als die Breite der Träger 3 und 4. Die Halterung 5 ist zur Verbindung mit den beiden Trägern 3 und 4 außen an zwei gegenüberliegenden Seiten mit je einem Ausleger 5A und 5B versehen. Für die Verbindung der Halterung 5 mit den Trägern 3 und 4 ist jeder Ausleger 5A, 5B mit zwei Schlitzen 13 und 14 versehen. Diese beiden Schlitze verlaufen zueinander und zu den beiden seitlichen Begrenzungsflächen des Auslegers 5A, 5B parallel. Der Träger 3, 4 ist zur gelenkigen Verbindung mit der Halterung 5 durch zwei Laschen 3L, 4L verlängert. Die beiden Laschen 3L, 4L sind an dem der Halterung 5 zugewandten Ende des Trägers 3, 4 befestigt. Die beiden Laschen 3L bzw. 4L verlaufen parallel zueinander. Der Abstand ist so bemessen, daß jeweils eine Lasche 3L bzw. 4L in einen Schlitz 13 bzw. 14 des Auslegers 5A, 5B eingefügt werden kann. Zu diesem Zweck sind die Schlitze 13 und 14 nach oben und unten sowie auf der dem Träger 3,4 zugewandten Seite offen. Die Ausleger 5A und 5B sowie die Laschen 3L und 4L sind an äquivalenten Stellen derart mit durchgehenden Bohrungen versehen, daß die Gelenkachse des Gelenkes 12A, 12B so hindurchgeführt werden kann, daß sie senkrecht zur Längsachse des Trägers 3, 4 verläuft. Die Gelenkachsen der beiden Gelenke 12A, 12B ist außen an den beiden seitlichen Begrenzungsflächen der Ausleger 5A und 5B durch eine oder mehrere Schrauben 12S gesichert. Durch diese Verbindung der beiden Träger 3 und 4 mit der Halterung 5 wird sichergestellt, daß die Träger in einer vertikalen Ebene nach oben bzw. unten drehbar gehaltert sind.
  • Auf den beiden nach außen weisenden Enden der beiden Träger 3 und 4 ist jeweils ein Mast 6, 7 aufgesetzt und mit den Trägern 3, 4 kraftschlüssig verbunden. Die beiden Maste 6 und 7 sind gleichlang und als Rohr- oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet. Sie bilden zusammen mit der Brücke 3,4,5 den gabelförmigen Rahmen 1, zwischen dem die Antennenstrahler 10 und der Reflektor 11 aufgespannt sind.
  • Die zu den beiden Masten 6 und 7 hingeführten Tragseile 20 der Antennenstrahler 10 sind mit ihren Enden an diesen befestigt. Das gleiche gilt für den ebenfalls innerhalb des Rahmens 1 aufgespannten Reflektor. Die Anzahl der innerhalb des Rahmens 1 aufgespannten Antennenstrahler wird durch die Größe der aufzuhängenden Vorhangantennen bestimmt. Die Größe des Rahmens 1 wird vorzugsweise so gewählt, daß je nach Wunsch Antennen verschiedener Typen und Frequenzbereiche bis zur Größe einer Antenne von HR 4/4/0.5 für 6/7/9/11 MHz aufgespannt werden können. Die Typenbezeichnung HR 4/4/0.5 bedeutet, daß die betreffende Dipolwand aus 4 horizontalen Zeilen mit je zwei Ganzwellendipolen (entsprechend vier Halbwellendipolen) besteht. Der Buchstabe "R" weist auf den Gitterreflektor hin. Die Standardausführung der Kurzwellendrehantenne ist bestückt mit einer Antenne HR 4/4/0.5 f. 6/7/9/11 MHz und einer Antenne HR 4/4/1 für 15/17/21/26 MHz.
  • In vorteilhafter Weise können die Tragseile 20 alle Antennenstrahler 10, die zu den Masten 6 und 7 hingeführt sind, dort direkt befestigt werden. Die Umlenkung dieser Seile über Rollen und die zusätzliche Befestigung von Gewichten an den Enden der Tragseile ist nicht erforderlich, da bei dieser erfindungsgemäßen Kurzwellendrehantenne die Spannung der zwischen dem Rahmen 1 angeordneten Antennenstrahler 10 selbttätig erfolgt. Dies geschieht, wie bereits erwähnt, durch die drehbare Halterung der beiden Träger 3 und 4. Diese werden aufgrund ihres Eigengewichts und des Gewichts der beiden Maste 6 und 7 immer soweit nach unten gedreht, daß die von ihnen ausgee- übten Zugkräfte im Gleichgewicht mit den Zugkräften stehen, die in den Tragseilen 20 der Vorhangantennen auftreten.
  • Wie Figur 1 zeigt, ist an der Unterseite der Halterung 5 die Drehverbindung 9 befestigt, mit deren Hilfe der Rahmen 1 rund um seine vertikale Achse, ohne Anschlag, gedreht werden kann. Diese Drehverbindung 9 ist in vorteilhafter Weise als Kugeldrehverbindung ausgebildet.
  • Figur 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine solche Kugeldrehverbindung. Im wesentlichen umfaßt diese Kugeldrehverbindung zwei äußere Ringe 30. Diese beiden Ringe sind aufeinandergesetzt und miteinander, insbesondere über Schrauben 30A kraftschlüssig verbunden. Desweiteren weist die Kugeldrehverbindung einen mittleren Ring 31 auf. Dieser ist mit speziell ausgebildeten Außenkanten in inneren Ausnehmungen der beiden Ringe 30 gelagert. Zwischen dem mittleren Ring 31 und jedem der beiden äußeren Ringe 30 ist ein Kugelkranz 31A angeordnet. Zur Verbindung der Halterung 5 mit der Kugeldrehverbindung 9 werden die beiden miteinander verschraubten äußeren Ringe 30 an dem die Halterung 5 bildenden dickwandigen Zylinder festgeschraubt. Der mittlere Ring 31 der Kugeldrehverbindung 9 ist auf eine Halterung 21 an der Spitze des Turmes 8 aufgesetzt und an dieser festgeschraubt. Diese Halterung 21 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem dickwandigen Zylinder, der in ähnlicher Weise wie die Halterung 5 ausgebildet ist. Die Halterung 21 ist kraftschlüssig an der Spitze des Turmes 8 befestigt. Bei dem Turm 8 handelt es sich um eine Rohr-oder Winkelgitterkonstruktion mit vier Beinen, deren untere Enden im Baugrund verankert sind. Anstelle des als Rohr-oder Winkelgitterkonstruktion ausgebildeten Turmes 8 kommt auch ein aus Beton gegossener und armierter Kegelstumpf in Frage. Die Höhe des Turmes 8 ist so bemessen, daß die Unterkanten der beiden Träger 3 und 4 einen Mindestabstand von 17 Metern vom Boden aufweisen.
  • Die Speisung der Antennenstrahler 10 erfolgt von der Mitte aus. Hierfür weist die Kurzwellendrehantenne, wie Fig. 1 zeigt, einen symmetrischen 300 Ohm-Eingang 22 auf, der in einer Höhe von etwa 3,6 Metern über dem Boden ins Zentrum des feststehenden Turmes 8 geführt ist. Die Gesamthöhe des Turmes 8 beträgt etwa 15 Meter. Innerhalb des Turmes 8 führt eine symmetrische Speiseleitung 23 zu den Kontakten eines Antennenwahlschalters (hier nicht dargestellt). Wie die Figur 1 zeigt, ist der, Raum zwischen dem Boden und dem unteren Ende des Rahmens frei begeh- und befahrbar. Bei Bedarf können unterhalb des Rahmens 1, Gebäude in Höhe des Turmes 8 errichtet werden.
  • Durch die Kugeldrehverbindung 9 wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rahmen 1 und dem Turm 8 hergestellt. Die Kurzwellendrehantenne kann aufgrund dieser Kugeldrehverbindung über einer Fernbedienung (hier nicht dargestellt) in jede beliebige Azimutrichtung mit einer Genauigkeit + 1° geschwenkt werden. Da keine mechanischen Anschläge den Drehbereich begrenzen, kann die Antenne auf dem jeweils kürzesten Weg auf das neue Zielgebiet ausgerichtet werden. Im ungünstigsten Fall wird dafür eine Zeit von 3 Minuten benötigt. Der Antrieb der Kugeldrehverbindung erfolgt mit mindestens einem Elektromotor (hier nicht dargestellt). Dieser gibt seine Leistung beispielsweise über ein Ritzel (hier nicht dargestellt) an einen Zahnkranz ab, der im Bereich der beiden äußeren Ringe 30 der Kugeldrehverbindung angeordnet ist. Zur Arretierung des Zahnkranzes in der gewünschten Position sind elektrohydraulisch betätigbare Verriegelungsvorrichtungen (hier nicht dargestellt) vorgesehen, die in die Zahnung des Zahnkranzes eingeschoben werden und das Drehsystem damit mechanisch fixieren.

Claims (12)

1. Kurzwellendrehantenne mit einem vertikal angeordneten, gabelförmigen Rahmen,.der durch eine Brücke mit wenigstens zwei aufgesetzten Masten gebildet ist, zwischen dem flächenhaft wenigstens ein für alle Antennen gemeinsamer Gitterreflektor und beidseitig in Ebenen parallel dazu Vorhangantennen mittels Tragseilen aufgespannt sind, wobei die Brücke mit Abstand vom Boden um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke wenigstens zwei in Reihe angeordnete Träger (3 und 4) umfaßt, zwischen denen mindestens eine Halterung (5) für die Befestigung wenigstens einer Drehverbindung (9) angeordnet ist, daß jeder Träger (3,4) gelenkig mit der Halterung (5) verbunden und die Drehverbindung (9) zusätzlich auf einen feststehenden Turm (8) aufgesetzt und daran befestigt ist, und daß die Enden der die Vorhangantennen haltenden Tragseile (20) zu den Masten (5 und 6) hin abgespannt und daran befestigt sind.
2. Kurzwellendrehantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5) durch einen dickwandigen Zylinder gebildet ist.
3. Kurzwellendrehantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Brücke ein erstes Ende des Trägers (3) über die Halterung (5) mit dem ersten Ende des Trägers (4) verbunden ist.
4. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß außen an der Halterung auf zwei gegenüberliegenden Seiten je ein Ausleger (5A, 5B) zur gelenkigen Verbindung mit je einem Träger (3,4) versehen ist.
5. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachsen der beiden zwischen der Halterung (5) und dem Träger (3,4) installierten Gelenke (12A,12B) horizontal angeordnet sind und senkrecht zur Längsachse des Trägers (3,4) verlaufen.
6. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3 und 4) gleichlang und als Rohr- oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet sind.
7. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Maste (6 und 7) gleichlang und als Rohr- oder Winkelgitterkonstruktionen ausgebildet sind.
8. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm (8) an seiner Spitze mit einer als dickwandigem Zylinder ausgebildeten Halterung (21) zur Befestigung der Drehverbindung (9) versehen ist.
9. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3 und 4) mindestens 17 Meter über dem Boden angeordnet sind.
10. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung (9) als Kugeldrehverbindung ausgebildet ist.
11. Kurzwellendrehantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeldrehverbindung (9) mit zwei äußeren und einem mittleren Ring (30,31) versehen ist, daß die beiden äußeren Ringe (30) aufeinandergesetzt und miteinander verschraubt sind, daß der mittlere Ring (31) in inneren Ausnehmungen der beiden äußeren Ringe (30) gelagert und zwischen dem mittleren Ring (31) und jedem äußeren Ring (30) ein Kugelkranz (31A) angeordnet ist, und daß die beiden äußeren Ringe (30) an der Halterung (5) des Rahmens (1) und der mittlere Ring (31) an der Halterung (21) des Turmes (8) befestigt sind.
12. Kurzwellendrehantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (21) auf der nach oben weisenden Stirnfläche des Turmes (8) installiert ist.
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