DE3317869A1

DE3317869A1 - Elektrische leckleitung entlang einer autostrasse

Info

Publication number: DE3317869A1
Application number: DE19833317869
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof. Dr.-Ing. 8033 Planegg Lindenmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: LINDENMEIER, HEINZ, PROF. DR.-ING., 8033 PLANEGG,
Priority date: 1983-05-17
Filing date: 1983-05-17
Publication date: 1984-11-29
Anticipated expiration: 2003-05-18
Also published as: DE3317869C2

Description

Elektrische Leckleitung entlang einer Autostraße.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Leckleitung, bestehend aus zwei entlang einer Autostraße geführten Leitern für Funkverbindungen mit vorzugsweise mobilen Empfangs- oder Sendestellen auf oder/und in der näheren Umgebung einer Autostraße durch Fortleitung und durch Abstrahlung oder Empfang von elektromagnetischen Hochfrequenzsignalen.
Eine Leckleitung dient z.B. zur Versorgung der Autofahrer längs der Autostraße mit Rundfunkprogrammen oder zur Aussendung von Informationen, die den Autofahrer innerhalb eines Streckenbereichs der Autostraße betreffen. Aufgrund der Reziprozität der übertragungsstrecke zwischen der Einspeisestelle des Leckkabels und den Antenneneinrichtungen der mobilen Empfangs- bzw. Sendestellen ist auch ein Gegensprechen zwischen der Einspeisestelle und den mobilen Sende- und Empfangsstellen möglich.
Leckleitungen längs einer Autostraße sind bereits bekannt als koaxiale Schlitzkabel und werden z.B. in Tunnels zur gleichwelligen Rundfunkversorgung der Autofahrer mit Rundfunkprogrammen verwendet. Auch weite Gebiete des Autostraßennetzes, insbesondere auch entlang der Autobahnen, sind aufgrund der Frequenzknappheit unterversorgt. Für solche Gebiete könnte die Unterstützung der Rundfunkversorgung durch gleichwellige Abstrahlung über koaxiale Schlitzleitungen eine Lösung darstellen. Sowohl die Kosten für eine koaxiale Schlitzleitung als auch ihre Montage entlang einer Autostraße sind jedoch wirtschaftlich so aufwendig, daß ein derartiges Leitungssystem in einem derart breiten Umfang angewandt, keine Akzeptanz findet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine kostengünstigere Leckleitung entlang einer Autostraße mit hinreichend kleiner Funkfelddämpfung bei hinreichend kleiner Fortleitungsdämpfung zu realisieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Leiter der elektrischen Leckleitung aus der metallisch leitenden Leitplanke (1) längs der Autostraße gebildet ist und der zweite Leiter (2) elektrisch isoliert an dieser Leitplanke (1) befestigt ist und in Längsrichtung im wesentlichen parallel zur Leitplanke (1) geführt ist und der Querschitt (3) des zweiten Leiters (2) und sein Abstand (4) von der Leitplanke (1) so gewählt sind, daß die Funkfelddämpfung zwischen der Leitung und den Empfangs- oder Sendestellen und die Fortleitungsdämpfung hinreichend klein sind und die Funkwellenlänge wesentlich größer ist als der Abstand (4) zwischen den beiden Leitern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen dargestellt. Im einzelnen zeigen: Fig.1: Elektrische Leckleitung nach der Erfindung aus Leitplanke und dazu parallel geführtem Leiter; Fig.2: Darstellung des Umfangs des Querschnitts des parallelen Leiters und der Leitplanke.
Fig.3: Befestigung des zur Leitplanke parallelen Leiters mit Hilfe von isolierenden Abstandshaltern.
Fig.4: Standard-Leitplanke für Autostraßen mit darüber angeordnetem parallelem Leiter und leitende Verbindung der Leitplanken an Stoßstellen durch niederohmige Verbindungsleiter.
Fig.5: Standard-Leitplanke mit parallelem Leiter mit rundem Querschnitt auf der Symmetrielinie der Versteifungssicke der Leitplanke.
Fig.6: Standard-Leitplanke mit parallelem Leiter mit Rechteckquerschnitt auf der Symmetrielinie der Versteifungssick-e.
Fig.7: Leitplanke mit parallelem Leiter und zusätzlichem drittem Leiter in möglichst kleinem Abstand von der Leitplanke zur Minderung des Einflusses der übergangswiderstände an den Stoßstellen.
Fig.8: Leitplanke mit Zweidrahtleitung mit Kunststoffsteg.
In Fig.1 ist eine einfache Ausführungsform einer Leckleitung nach der Erfindung dargestellt. Vielfach sind bei Autostraßen und Autobahnen parallel zur Fahrbahn Leitplanken angeordnet, die ein Abkommen der Fahrzeuge von der Fahrbahn oder ein überqueren des Mittelstreifens verhindern. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Nutzung dieser bei allen Autobahnstrecken ohnehin vorhandenen Einrichtung als Teil einer elektrischen Leckleitung. Sehr vorteilhaft und kostengünstig wirkt sich dabei der Fortfall aufwendiger mechanischer Arbeiten zur Befestigung einer Leckleitung längs einer Autostraße aus. Die Leitplanke ist in der Regel mit Hilfe der Streben 9 entlang der Autostraße befestigt.
Erfindungsgemäß wird parallel zur Leitplanke 1 ein Leiter 2 geführt. Dadurch bildet sich zwischen-dem Leiter 2 und der Leitplanke 1 bei Anlegen einer hochfrequenten Spannung zwischen diesen beiden Leitern eine elektromagnetische Welle aus, die sich längs der Leitplanke ausbreitet und deren elektromagnetisches Feld in der Umgebung der Leitung empfangen werden kann. Hierbei hängt die Funkfelddämpfung oder Kopplungsdämpfung zwischen der Welle auf der Leitung und den Empfangsantennen auf der Empfangsseite vom Abstand 4 zwischen dem Leiter 2 und der Leitplanke 1 ab. Die Kopplungsdämpfung wächst mit kleiner werdendem Abstand 4 an. Für eine Funkverbindung zwischen der Leitung und den mobilen Sende-oder Empfangsstellen auf der Autostraße oder in der Umgebung der Autostraße wird durch Wahl eines geeigneten Abstands 4 die Reichweite der Funkverbindung eingestellt. Die Fortleitung der hochfrequenten Signale längs der Leitung erfolgt in der Hauptsache durch eine elektromagnetische Welle vom Leitungswellentyp. Deshalb kann eine derartige Leitung in einem weiten Frequenzbereich eingesetzt werden. Ihr Betriebsfrequenzbereich besitzt lediglich eine obere Grenzfrequenz, die durch den Abstand 4 des Leiters 2 von der Leitplanke 1 bestimmt wird.
In der Regel besteht die Leitplanke aus starkem Stahlblech, dessen Oberfläche häufig feuerverzinkt ist und aus diesem Grunde im Sinne der Hochfrequenztechnik nicht als gut leitende Oberfläche anzusehen ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Leiter 2 vorteilhaft aus gut leitendem Material, wie z.B. Kupfer, hergestellt. Da der Widerstandsbeitrag des Leiters 2 von seiner Leitfähigkeit und von seinem Querschnittsumfang abhängt, wird der Umfang 5 in Fig.2 in einer Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft gerade groß genug gewählt, daß der Beitrag des Leiters 2 zur gesamten Fortleitungsdämpfung klein ist im Vergleich zum Dämpfungsbeitrag der Leitplanke 1 .Dies führt dazu, daß der Umfang des Querschnitts 3 des Leiters 2 wesentlich kleiner gewählt werden kann als der Umfang 6 des Querschnitts der Leitplanke 1. Aufgrund der Großflächigkeit der Leitplanke und der daraus resultierenden kleinen Stromdichten ist der Widerstandsbeitrag der Leitplanke trotz schlechter Oberflächenleitfähigkeit erträglich. Der Leiter 2 kann deshalb bei kleiner Fortleitungsdämpfung längs der Leitung einen relativ kleinen Querschnitt besitzen. Besonders kostengünstig sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Leiter mit vorzugsweise kreisförmigem, quadratischem oder rechteckförmigem Querschnitt, da diese Leiterarten als Meterware zur Verfügung stehen.
Auf besonders einfache Weise und damit kostengünstig wird der zur Leitplanke parallele Leiter 2 gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe von isolierenden Abstandshaltern an der Leitplanke 1 befestigt, wie es aus Fig.3 hervorgeht.
Vielfach besteht die Aufgabe, Fahrbahnen zu beiden Seiten der Leitplanke zu versorgen. In solchen Fällen kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig sein, den Leiter 2 in der vertikalen Symmetrieebene 8 der Leitplanke 1 zu führen. Eine derartige Anordnung ist in Fig.
dargestellt.
Eine Anordnung wie in Fig.4 ist jedoch im Hinblick auf Schneefall und Vereisung problematisch-. Diesbezüglich günstiger ist es deshalb, bei Standard-Leitplanken, die zur Versteifung in mittlerer Höhe eine Sicke besitzen, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen Leiter mit rundem Querschnitt im Bereich dieser Sicke zu führen. Bevorzugt wird der Leiter 2 auf der Höhe der Symmetrielinie 10 der Versteifungssicke an der Leitplanke wie in Fig.5 dargestellt, befestigt. Die Koppeldämpfung wird mit dem Abstand 4 vom Boden der Sicke eingestellt. Im Interesse einer kleinen Sendeleistung wird vielfach eine möglichst kleine Funkfelddämpfung angestrebt. Die Anbringung des Leiters 2 etwa in der Ebene 11 der Frontflächen der Leitplanke 1 bietet somit einen für die Anwendung interessanten Kompromiß zwischen kleiner Funkfelddämpfung und mechanischem Schutz des Leiters 2. Das elektromagnetische Feld dieser Leckleitung erfüllt auch den Raum auf der dem Leiter 2 abgewandten Seite der Leitplanke. Damit kommt auch mit dieser Ausführungsform der Erfindung ein Funkkontakt mit Sende- und Empfangsstellen auf dieser Seite der Leitplanke zustande.
Anstelle eines runden Leiters wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auch ein Bandleiter mit rechteckigem Querschnitt , wie in Fig.6, verwendet.
Hierbei ist jedoch aus Gründen der Abstrahlung und des Wellenwiderstands zu fordern, daß die Breite 12 des Bandleiters kleiner ist als die um 2 cm verminderte Breite 19 der Sicke in der Ebene 11 der Frontflächen. Mit einer derartigen Anordnung wird aufgrund der sich ergebenden glatten Frontstruktur der Leitplanke eine mechanisch besonders widerstandsfähige Anordnung erzielt.
Leitplanken werden an ihren Stoßstellen überlappend aneinander gefügt und verschraubt oder vernietet. Um übergangswiderstände an solchen Stoßstellen zu vermeiden, werden gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Verbindungsleiter 18 aus elektrisch gut leitendem Material eingesetzt , wie es aus Fig.4 hervorgeht. Um insbesondere auch den bleichstromwiderstand einer längeren Kette von Leitplankenelementen gering zu halten, was wegen der Gleichstromversorgung von Leitungsverstärkern notwendig sein kann, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Einführung eines dritten, zur Leitplanke parallelen Leiters vorteilhaft. Eine solche Leitung ist in Fig.7 dargestellt.
Damit für die Wellenführung weiterhin die großflächige Leitplanke wirksam ist, muß dieser dritte Leiter 13 in möglichst kleinem Abstand zur Leitplanke geführt werden.
Außerdem muß er mindestens an den beiden Enden der elektrischen Leckleitung mit der Leitplanke 1 leitend verbunden sein. Eine Leitung nach Fig.7 läßt sich gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sehr einfach aus einer Doppelleitung mit Kunststoffsteg 14, die direkt an der Leitplanke befestigt wird, herstellen. Dabei wird ein Leiter 13 der Doppelleitung in einem möglichst kleinen Abstand 15 parallel zur Leitplanke 1 geführt. Die Doppelleitung wird so angebracht, daß der Leiter 2 maximalen Abstand 4 von der Leitplanke besitzt. Mindestens an den beiden Enden der elektrischen Leckleitung wird der Leiter 13 mit der Leitplanke 1 , entweder galvanisch oder hochfrequenzmäßig leitend, verbunden . Die Doppelleitung ist dabei so auszuführen, daß der Abstand 4 zu einer geeigneten Koppeldämpfung führt.

Claims

Patentansprüche: Elektrische Leckleitung, bestehend aus zwei entlang einer Autostraße geführten Leitern für Funkverbindungen mit vorzugsweise mobilen Empfangs- oder Sendestellen auf oder/und in der näheren Umgebung einer Autostraße durch Fortleitung und durch Abstrahlung oder Empfang von elektromagnetischen Hochfrequenzsignalen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Leiter aus der metallisch leitenden Leitplanke (1) längs der Autostraße gebildet ist und der zweite Leiter (2) elektrisch isoliert an dieser Leitplanke (1) befestigt ist und in Längsrichtung im wesentlichen parallel zur Leitplanke (1) geführt ist und der Querschitt (3) des zweiten Leiters (2) und sein Abstand (4) von der Leitplanke (1) so gewählt sind, daß die Funkfelddämpfung zwischen der Leitung und den Empfangs-oder Sendestellen und die Fortleitungsdämpfung hinreichend klein sind und die Funkwellenlänge wesentlich größer ist als der Abstand(4) zwischen den beiden Leitern.( Fig. 1 2) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang (5) des Querschnitts (3) des zweiten Leiters (2) wesentlich kleiner ist als der Umfang (6) des Querschnitts der Leitplanke (1). ( Fig. 2 ).

3) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 1 mit 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (3) des zweiten Leiters (2) entweder kreisförmig, quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet ist Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (4) so gewählt ist, daß zusätzlich der Wellenwiderstand (16) zwischen den beiden Leitern (1) und (2) einen geeigneten Wert besitzt.

5) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (2) mit einer elektrischen Isolierschicht umgeben ist.

6) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (2) mit hochfrequent isolierenden Abstandshaltern (7) an der Leitplanke (1) befestigt ist. ( Fig. 3 ).

7) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplanke (1) aus der üblichen Standard-Leitplanke für Autostraßen besteht, deren oberer und unterer Rand zur mechanischen Versteifung abgewinkelt sind und in halber Höhe der Leitplanke eine Versteifungssicke vorhanden ist. ( Fig. 4 ).

8) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (2) oberhalb des oberen Randes in der vertikalen Symmetrieebene (8) der Leitplanke (1) geführt ist. ( Fig. 4 ).

9) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (2) auf der Höhe der Symmetrielinie (10) der Sicke an der Leitplanke (1) befestigt ist. ( Fig. 5 ).

10) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet,daß der zweite Leiter (2) als ein Draht mit kreisrundem Querschnitt mit einem Leiterdurchmesser zwischen 1mm und 1Omm ausgebildet ist und dieser Draht nahezu in der Ebene (11) der Frontflächen der Leitplanke (1) geführt ist.

( Fig. 5 ).

11) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet,daß der zweite Leiter (2) aus einem Blechstreifen gebildet ist, dessen Breite (12) kleiner ist als die um 2cm verminderte Breite (19) der Sicke in der Ebene (11) der Frontflächen der Leitplanke und der Blechstreifen (2) in dieser Ebene (11) geführt ist. ( Fig. 6 ).

12) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 1 mit 11 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplankenteile (1) an den vernieteten bzw. verschraubten Stoßstellen (17), an denen sie aneinandergefügt sind, zur Verminderung der übergangswiderstände durch Verbindungsleiter (18) elektrisch gut leitend miteinander verbunden sind. ( Fig. 4 ).

13) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 2 mit 11 , dadurch gekennzeichnet, daß dem hochfrequent wirksamen ersten Leiter, der aus der Leitplanke (1) gebildet ist, in möglichst geringem Abstand (15) zusätzlich ein dritter Leiter (13) mit hoher Leitfähigkeit parallelgeführt ist, der mindestens an den beiden Enden der elektrischen Leitung mit der Leitplanke (1) leitend verbunden ist. ( Fig. 7 ).

14) Elektrische Leckleitung nach Anspruch 13 ,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiter (2) und der dritte Leiter (13) als Doppelleitung mit Kunststoffsteg (14) ausgeführt und längs der Leitplanke derart geführt sind, daß der zweite Leiter (2) einen möglichst großen Abtstand (4) von der Leitplanke (1) besitzt und der Abstand (15) des dritten Leiters (13) von der Leitplanke (1) möglichst gering ist.

( Fig. 8 ).