DE1516904C - Selbststrahlender, durch Isolatoren unterteilter Antennenmast mit Fußpunktiso lator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbststrahlenden, durch Isolatoren unterteilten Antennenmast mit Fußpunktisolator, bei dem jeder Isolator durch einen außerhalb des Mastes eine Schleife bildenden Leiter mit einem gegenüber dem Mastciuerschnitt geringen Querschnitt galvanisch überbrückt ist.

Selbststrahlende, auf einen Fußpunktisolator aufgesetzte Antennenmaste werden häufig zur Erzielung von geeigneten Strahlungscharakteristiken ein- oder mehrfach durch Zwischenisolatoren unterbrochen sowie an einem dieser Isolatoren eingespeist, d. h. oben gespeist und gegebenenfalls an anderen Isolatoren durch Einschaltung von Induktivitäten und Kapazitäten verlängert bzw. verkürzt.

Die zum Schutz gegen Blitzschlag und zur Ableitung statischer Aufladungen der Mastteile erforderliche galvanische (gleichstrommäßige) Überbrückung der Isolationsstrecken sowie die Abstimmung (Verlängerung bzw. Verkürzung) der elektrischen Länge des Mastes durch den Isolationsstrecken parallel zu schaltende Induktivitäten bzw. Kapazitäten, ferner die Hochführung von Netz- und Meßkabeln über die Isolationsstrecken hinweg zur Mastspitze bedingen besondere Maßnahmen, damit durch sie das Strahlungsdiagramm des Antennenmastes nicht beeinflußt und gestört wird.

So sind bei einem durch die deutsche Patentschrift .919 718 bekannten unterteilten Antennenmast die Zwischenisolatoren durch einen, eine langgezogene, U-förmige, außerhalb des Mastes liegende und senkrecht zu dessen Außenhaut bzw. Achse angeordnete HF-Schleife bildenden Leiter galvanisch überbrückt. Diese HF-Schleife bzw. HF-Umwegleitung, deren Gleichstromwiderstand praktisch Null ist, bildet für den hochfrequenten Antenneniiutzstroin bei einer Sclileifenlänge λ/4 einen großen reinohmschen HF-Widerstand und bei einer Schleifenlänge kleiner bzw. größer //4 eine Induktivität bzw. Kapazität und kann damit außer zur galvanischen Überbrückung der Isolationsstrecke noch zur Abstimmung (Verlängerung oder Verkürzung) der elektrischen Länge des Antennenmastes verwendet werden. Die senkrecht zum Mast ausgerichtete HF-Schleife bzw. Umwegleitung hat jedoch selbst ein Strahlungsdiagramm, dessen Maximum vertikal gerichtet ist und das Strahlungsdiagramm des Mastes, das in vertikaler Richtung eine Nullstelle hat, stört. Eine derartige Veränderung des Strahlungsdiagrammes ist nur in Ausnahmefällen erwünscht, so daß diese bekannte Umwegleitung nur dann zur galvanischen Überbrückung von Isolationsstrecken sowie zur Abstimmung der elektrischen Länge eines Antennenmastes verwendet werden kann, wenn dessen Strahlungsdiagramm bewußt verändert werden soll.

F.ine weitere, nicht erwünschte Beeinflussung des Strahlungsdiagramms des Antennenmastes tritt bei einem anderen durch die deutsche Patentschrift 977 375 bekannten Antennenmast ein, dessen Fußpunktisolator durch eine außerhalb des Mastes liegende, horizontale Kabelmantelschleife als Verlängerung der im Inneren des Mastes hochgeführlen Speiseleitung galvanisch überbrückt ist. Das mit seinem einen linde galvanisch mit dem Fußpunkt des Mastes verbundene und mit seinem anderen Ende geerdete Kabelmantelstück ist parallel zur Erdoberfläche, d. h. dem Erdpotential verlegt und so lang bemessen, daß es zusammen mit der Erdoberfläche eine an sich bekannte A/4-HF-Leitung über Grund bildet, die den Fußpunktisolator gleichstrommäßig kurzschließt, jedoch das zunächst auf Erdpotential liegende Speisekabel auf das Potential des Mastes bringt. Das von dieser HF-Leitung abgestrahlte Strahlungsdiagramm ist senkrecht zum Strahlungsdiagramm des Mastes ausgerichtet und stört deshalb dieses in unerwünscht'er Weise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem selbststrahlenden, durch Isolatoren unterteilten Antennenmast die Isolationsstrecken durch einen außerhalb des Mastes eine Schleife bildenden Leiter galvanisch so zu überbrücken, daß diese Schleife das vom Mast abgestrahlte Strahlungsdiagramm nicht stört.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Antennenmast der eingangs genannten Art dadurch, daß der Leiter in einem geringen Abstand von der Außenhaut parallel zur Achse des Mastes geführt und mit seinem vom Isolator abgewandten Ende leitend mit dem Mast verbunden ist, so daß er im Zusammenwirken mit dem ihm parallel gegenüberliegenden Mastteil die Schleife bildet.

Dabei dient der Leiter bei einer Länge der Schleife kleiner A/4 zur Darstellung einer zur Tsolationsstrecke parallelgeschalteten Induktivität, bei einer Länge von //4 zur statischen Überbrückung einer Isolationsstrecke mit unendlich großem, reinohmschem HF-Widerstand und bei einer Länge größer /./4 zur Darstellung einer parallelgeschalteten Kapazität.

Dabei wendet die Erfindung eine Leitungsführung an, die an sich — für einen anderen Zweck — aus »Rundfunktechn. Mitteilungen«, 1959, S. 98, bekannt ist. Dort ist ein fußpunktgeerdeter Mast beschrieben, der in sogenannter T-Anpassung durch eine Leitung gespeist wird, deren einer Leiter mit Erde verbunden ist, während ihr anderer Leiter in einem geringen Abstand von der Außenhaut des Mastes parallel zur Mastachse geführt und in geeigneter Höhe leitend mit dem Mast verbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Netz- und Meßkabel in der für Rundfunk-Speisekabel aus der deutschen Patentschrift 919 718 (Fig. 3) bekannten Weise über die Isolationsstrecke hinweggeführt, indem sie auf den parallel zu den Isolationsstrecken geführten Leitern verlegt werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert:

Nach der Figur ist der selbststrahlende Antennenmast in drei Mastteile 1, 2 und 3 unterteilt sowie mit Hilfe des Fußpunktisolators 4 gegen Erde isoliert aufgestellt. Zwischen die Mastteile 1 und 2 sowie 2 und 3 sind Zwischenisolatoren 5 bzw. 6 geschaltet. Die schematisch durch den HF-Generator G dargestellte Obencinspeisung des Mastes erfolgt an dem z. B. in etwa A/4-Höhe angeordneten Zwischenisolator 5.

Im Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß der Strombelag auf dem Antennenmast keine sinusförmige Verteilung, sondern zur Erzielung einer besonderen Strahlungscharakteristik mit Hilfe einer an der Isolationsstelle 6 eingeschalteten Induktivität einen Knick haben soll, d. h. daß die elektrisch wirksame Länge des Mastes verlängert werden soll. Zu diesem Zweck ist der Zwischenisolator 6 durch den außerhalb des Mastes angeordneten Leiter 7 galvanisch überbrückt, der seinerseits am unteren Ende des Isolators 6 mit dem oberen Ende 8 des mittleren

Mastteiles 2 galvanisch verbunden und parallel zum Isolator 6 sowie parallel zum oberen Mastteil 3 in einem kleinen Abstand von dessen Außenhaut hochgeführt ist und der dann im Punkt 9 galvanisch mit dem Mastteil 3 verbunden ist. Dadurch bedingt bildet der Leiter 7 zusammen mit dem ihm parallel gegenüberliegenden Teil des Mastteiles 3 eine HF-Schleife, die die gewünschte Induktivität darstellt, wenn ihre Schleifenlänge kleiner als A/4 bemessen ist. (Sie stellt eine die elektrische Länge des Mastes verkleinernde Kapazität dar, wenn ihre Länge größer als A/4 ist.) Der Blindstrom auf dem Leiter 7 ist in Gegenphase zum Blindstrom auf dem Mastteil 3. In bezug auf die Strahlung heben sich diese Ströme auf. Die Strahlung des in der Schleife fließenden Antennenwirkstromes hat ihr Maximum in der Horizontalen. Sie wird bei der Abstimmung des Mastes von vornherein berücksichtigt. Infolge des geringen Querschnitts des Leiters 7 gegenüber dem Mast kann der Wirkstrom auf diesem ein ungestörtes Runddiagramm ausbilden. Die vom Leiter 7 und dem Mastteil 3 gebildete Induktivitätsschleife beeinflußt daher das Strahlungsdiagramm des Antennenmastes nur unwesentlich.

Analog bildet der parallel zum Zwischenisolator 5 und dem mittleren Mastteil 2 angeordnete Leiter 10, der mit seinem unteren Ende mit dem oberen Ende 11 des unteren Mastteiles 1 sowie mit einem oberen Ende 12 mit dem Mastteil 2 galvanisch verbunden ist, bei einer Schleifenlänge von A/4 eine auf Resonanz abgestimmte HF-Schleife mit einem unendlich großen, rein ohmschen HF-Widerstand. Die Schleife verändert deshalb die Länge des Antennenmastes nicht und dient auf Grund ihres sehr kleinen, praktisch nach Null gehenden Gleichstromwiderstandes ausschließlich und nur zur statischen Überbrückung des Zwischenisolators 5.

Der ebenfalls außerhalb des Mastes in einem kleinen Abstand vom unteren Mastteil 1 parallel zu dessen Außenhaut hochgeführte Leiter 13, der mit seinem unteren Ende 14 geerdet und mit seinem oberen Ende 15 galvanisch mit dem unteren Mastteil verbunden ist, bildet ebenfalls zusammen mit dem ihm parallel gegenüberliegenden Teil des unteren Mastteiles 1 eine HF-Schleife, die auf Resonanz abgestimmt (Länge A/4) nur zur galvanischen Überbrückung des Fußpunktisolators, d. h. zur statischen Erdung des Antennenmastes dient. Bei einer geringeren Schleifenlänge der vom Leiter 13 zusammen mit dem Mastteil 1 gebildeten HF-Schleife wird die elektrisch wirksame Länge des Mastes zusätzlich vergrößert.

Die erfindungsgemäß zur galvanischen bzw. statischen Überbrückung der Isolatoren 4 und 6 parallel zu deren Isolationsstrecken geschalteten Leiter 7 und 13 bieten somit die Möglichkeit, die elektrischen Längen der Mastteile 1, 2 und 3 und damit des Antennenmastes selbst zu vergrößern oder zu verkleinern, ohne daß durch diese außerhalb des Mastes parallel zu den Isolationsstrecken und der Außenhaut hochgeführten Leiter die Strahlungscharakteristik des Mastes zusätzlich verändert wird. Die mit den Leitern 7, 10 und 13 automatisch gegebene galvanische (gleichstrommäßige) Überbrückung der Isolationsstrecken 4, 5 und 6 ermöglicht es weiterhin vorteilhafterweise, den Antennenmast zum Schutz gegen atmosphärische Entladungen statisch in seiner ganzen Länge zu erden.

Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin schematisch dargestellt, wie mit Hilfe der erfindungsgemäß angeordneten Leiter 7, 10 und 13 im Innern der Mastteile 1, 2 und 3 zur Mastspitze hochgeiührte Netz- und/oder Meßkabel 16 über die Isolationsstrecken 4, und 6 hinweggeführt werden können, ohne daß sie das Strahlungsdiagramm des Mastes beeinflussen. Die Netzkabel 16 werden an den galvanischen Verbindungsstellen 8 und 9, 11 und 12 sowie 15 der Leiter 7, 10 und 13 mit den Mastteilen 3, 2 und I aus dem Innern der Mastteile herausgeführt und dann auf den Leitern 7, 10 und 13 verlegt.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat insbesondere folgende Vorteile:

Der außerhalb des Mastes hochgeführte Leiter beeinflußt, bedingt durch seinen gegenüber dem Mastquerschnitt kleinen Querschnitt sowie bedingt durch die Lage der von ihm außerhalb des Mastes gebildeten HF-Schleife relativ zur Abstrahlrichtung des Mastes, das Strahlungsdiagramm nicht. Diese Leiter erfordern einen geringen Aufwand. Sie gestatten, die Maste auch bei den heute üblichen großen HF-Leistungen nur nach baustatischen Gesichtspunkten zu konstruieren, da die an den Isolatoren auftretenden, großen Spannungen durch die Möglichkeit von größeren Abständen der Leiter außen beherrscht werden können. Sie ermöglichen außerdem, die Netz- und Meßkabel über die Isolatorstrecken innerhalb der Leiter, also im feldfreien Raum, hinwegzuführen, ohne daß sie durch HF-Spannungen oder statische Entladungen und Blitzschläge gefährdet sind oder das Strahlungsdiagramm des Mastes beeinflussen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Selbststrahlender, durch Isolatoren unterteilter Antennenmast mit Fußpunktisolator, bei dem jeder Isolator durch einen außerhalb des Mastes eine Schleife bildenden Leiter mit einem gegenüber dem Mastquerschnitt geringen Querschnitt galvanisch überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (7, 10, 13) in einem geringen Abstand von der Außenhaut parallel zur Achse des Mastes (1, 2, 3) geführt und mit seinem vom Isolator (4, 5, 6) abgewandten Ende leitend mit dem Mast (1, 2, 3) verbunden ist, so daß er im Zusammenwirken mit dem ihm parallel gegenüberliegenden Mastteil die Schleife bildet.

2. Selbststrahlender Antennenmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife zur Darstellung eines der Isolationsstrecke parallelgeschalteten, sehr hohen, reinohmschen HF-Widerstandes auf die elektrisch wirksame Länge A/4 eingestellt ist.

3. Selbststrahlender Antennenmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife zur Darstellung einer der Isolationsstrecke parallelgeschalteten Induktivität auf eine elektrisch wirksame Länge kleiner A<'4 eingestellt ist.

4. Selbststrahlender Antennenmast nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife zur Darstellung einer der Isolationsstrecke parallelgeschalteten Kapazität auf eine elektrisch wirksame Länge größer A/4 eingestellt ist.

5. Selbststrahlender Antennenmast nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den parallel zu den Isolationsstrecken des Mastes (1, 2, 3) geführten Leitern (7, 10, 13) Netz- und/oder Meßkabel (16) geführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen