DE20218101U1 - Radome antenna mount for sector antennas has integral triangular section build - Google Patents
Radome antenna mount for sector antennas has integral triangular section buildInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen statisch und elektrisch optimierten selbsttragenden und in der Außenansicht rohrförmigen Antennenträger zur Aufnahme von Antennen und technischen Komponenten.The invention relates to a statically and electrically optimized self-supporting antenna carrier that is tubular in its external appearance for accommodating antennas and technical components.
Die montierten Antennen und deren Systemtechnik sollen dabei nicht ohne weiteres als Antennen bzw. Antennenanlagen identifiziert werden können.The mounted antennas and their system technology should not be easily identified as antennas or antenna systems.
Antennenanlagen werden nach zentralen bzw. regionalen Vorgaben standortspezifisch aufgebaut.Antenna systems are constructed site-specifically according to central or regional specifications.
Da die erforderlichen Antennenhöhen innerstädtisch in den meisten Fällen mindestens 15 m betragen, sind Antennenstandorte hauptsächlich mehrgeschossige Wohnhäuser mit Sattel- oder Flachdächern.
Diese Dächer sind in der Regel für Schnee-, Wind- und Personenlasten konzipiert und daher zur Aufnahme größerer zusätzlicher Lasten nicht geeignet.Since the required antenna heights in inner cities are in most cases at least 15 m, antenna locations are mainly multi-storey residential buildings with gable or flat roofs.
These roofs are usually designed to withstand snow, wind and human loads and are therefore not suitable for supporting larger additional loads.
Durch den weiteren Ausbau von Mobilfunknetzen kommt es zur stärkeren Belegung vorhandener Mastanlagen. Das bedeutetThe further expansion of mobile networks will result in increased use of existing mast systems. This means
• Gewichtserhöhung durch größere Stahlquerschnitte und
größere Windangriffsflächen,• Increased weight due to larger steel cross-sections and
larger wind attack surfaces,
• größere Kraftmomente am Mastfuß und damit• larger moments of force at the mast base and thus
• die Notwendigkeit der Krafteinleitung in tragende Mauern der Bauwerke.• the need to introduce forces into the load-bearing walls of the buildings.
Für die Erweiterung von Mobilfunknetzen sind aus dem neueren Stand der Technik folgende eigenständige Mastanlagen bekannt geworden.The following independent mast systems have become known from the latest state of the art technology for the expansion of mobile phone networks.
In EP 1 198 024 A1 wird ein Antennenmast beschrieben, dessen Träger als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist. In diesem Hohlkörper befindet sich eine Innenkonstruktion mit Tragteilen für Antennen und Führungen, an denen die Antennen in ihrer Höhe verfahrbar sind. Das Tragrohr des Antennenmastes, das auch gleichzeitig zur Verkleidung der Antennenanlagen und derEP 1 198 024 A1 describes an antenna mast whose support is designed as a cylindrical hollow body. This hollow body contains an internal structure with supporting parts for antennas and guides on which the antennas can be moved in height. The supporting tube of the antenna mast, which also serves as a covering for the antenna systems and the
zugehörigen Systemkomponenten dient, besteht zumindest in dem Teil, in dem sich die Antennen in Betriebsposition befinden, aus einem nichtleitenden Material.associated system components, consists of a non-conductive material at least in the part in which the antennas are in the operating position.
Gegenstand von US 5,995,063 ist ein ebenfalls rohrförmiger Antennenmast, dessen Innenkonstruktion einen dreistrahligen Querschnitt aufweist. An dieser Innenkonstruktion sind drei um 120° versetzt angeordnete, vertikal verfahrbare Liftmechanismen für die Antennenmodule befestigt.The subject of US 5,995,063 is a tubular antenna mast whose internal structure has a three-beam cross-section. Three vertically movable lifting mechanisms for the antenna modules are attached to this internal structure, arranged offset by 120°.
Aus DE 202 05 549.3 U1 ist ein rohrförmiger Antennenmast bekannt, bei dem neben dem mehrteiligen, einwandigen oder doppelwandigen Tragrohr eine dreistrahlige Lamellenaussteifung als Innenkonstruktion vorhanden ist. An dieser Lamellenaussteifung, deren drei radial verlaufende Lamellen sich als Wandversteifungen über die gesamte Länge des Antennenträgers erstrecken, sind - ebenfalls vertikal verfahrbar - die Antennen befestigt.DE 202 05 549.3 U1 discloses a tubular antenna mast in which, in addition to the multi-part, single-walled or double-walled support tube, a three-beam slat reinforcement is present as an internal structure. The antennas are attached to this slat reinforcement, whose three radially running slats extend as wall reinforcements over the entire length of the antenna support - also vertically movable.
Bei allen bekannten Lösungen zur Ausbildung von Antennenträgern werden neben einer metallischen Innenkonstruktion separate, die Innenkonstruktion einschließende Tragrohe eingesetzt, die neben der Verkleidungsfunktion auch die Aufgabe der statischen Stabilisierung der Mastkonstruktion übernehmen.In all known solutions for the design of antenna supports, in addition to a metallic inner structure, separate support tubes are used that enclose the inner structure and, in addition to the cladding function, also take on the task of static stabilization of the mast construction.
Sie sind deshalb entsprechend massiv mit dicken Wandungen ausgeführt.They are therefore constructed accordingly solidly with thick walls.
Für den Fall, dass die Innenkonstruktion dreistrahlig als dreiarmige Spinne ausgeführt ist verlaufen die Strahlen bzw. Arme radial geradlinig, was bei dieser Auftrennung in 120°- Sektoren zwischen den Spinnenarmen Raumnachteile für die Anordnung der Antennen zur Folge hat.In the case that the internal construction is designed as a three-armed spider, the rays or arms run radially straight, which results in spatial disadvantages for the arrangement of the antennas when divided into 120° sectors between the spider arms.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, den Aufbau des Antennenträgers - in Wechselwirkung mit den Antennen - bezüglich raumsparender Innenkonstruktion und mit möglichst geringer Wandstärke ausgeführter Verkleidung des Antennenmastes weiterzuentwickeln.Based on this state of the art, it is the object of the invention to further develop the structure of the antenna carrier - in interaction with the antennas - with regard to a space-saving internal construction and a cladding of the antenna mast with the smallest possible wall thickness.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 4 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is specified in claims 1 and 4. Further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Nach der Konzeption der Erfindung besteht die Innenkonstruktion des neuen Antennenträgers aus einem dreieckigen Mastkern, an dessen zentraler Achse drei Spinnenarme angreifen, die ausgehend von dieser gemeinsamen Achse sternförmig radial durch die Ecken des dreieckigen Mastkerns verlaufen.According to the concept of the invention, the internal construction of the new antenna carrier consists of a triangular mast core, on the central axis of which three spider arms are attached, which, starting from this common axis, run radially through the corners of the triangular mast core in a star shape.
Die Ausbildung der dreiarmigen Spinne ist begrenzt auf die Länge des Antennenträgers ohne Antennenbereich, d.h. in dem Bereich, in dem sich die Antennen in Betriebsposition befinden, ist die dreiarmige Spinne nicht vorhanden. Dadurch haben die metallischen Spinnenarme keinen Einfluss auf die Strahlungseigenschaften der Antennen.The design of the three-armed spider is limited to the length of the antenna carrier without the antenna area, i.e. the three-armed spider is not present in the area where the antennas are in the operating position. This means that the metallic spider arms have no influence on the radiation properties of the antennas.
Wesentlich für die Ausbildung der Spinnenarme ist, dass sie in radialer Richtung abgewinkelt sind. Die Abwinklung erfolgt dabei etwa in der Mitte ihrer radialen Länge. Der Abwinklungswinkel beträgt etwa 45°.
Die beschriebene Abwinklung der radialen Spinnenarme führt zu einem nicht unbeträchtlichen Raumgewinn, so dass bei gleichem Mastdurchmesser größere Antennen installiert werden können bzw. eine gewünschte horizontale Drehbarkeit der Antennen um ± 10° erreichbar ist.It is essential for the design of the spider arms that they are angled in the radial direction. The angle of the bend occurs approximately in the middle of their radial length. The angle of the bend is approximately 45°.
The described bending of the radial spider arms leads to a not inconsiderable gain in space, so that larger antennas can be installed with the same mast diameter or a desired horizontal rotation of the antennas by ± 10° can be achieved.
Die zylindrische Verkleidung des Antennenträgers erfolgt erfindungsgemäß durch Umwickeln mit einem GFK-Material in der Weise, dass aufliegend auf den Enden der Spinnenarme, die zu diesem Zweck zusätzliche Auflageflächen tragen, eine GFK-Verkleidung aufgebracht wird. Die Formstabilisierung der vergleichsweise dünnen GFK-Verkleidung erfolgt durch die in der Krümmung angepassten zusätzlichen Auflageflächen.According to the invention, the cylindrical covering of the antenna carrier is carried out by wrapping it with a GRP material in such a way that a GRP covering is applied on the ends of the spider arms, which have additional support surfaces for this purpose. The shape stabilization of the comparatively thin GRP covering is achieved by the additional support surfaces adapted to the curvature.
Als an den Enden der Spinnenarme angreifende zusätzliche Auflageflächen können vorgesehen werden:The following additional support surfaces can be provided at the ends of the spider arms:
· konzentrische Aussteifungsringe, die in regelmäßigen Abständen mit ihrer 360°-Umfangslinie an den drei Spinnenarmen angebracht sind und· concentric stiffening rings, which are attached at regular intervals with their 360° circumference line to the three spider arms and
• zwischen den Aussteifungsringen an allen Spinnenarmen angeordnete Aussteifungsbleche, die mit einem Umfangswinkel von etwa 15° jeweils nur an einem Spinnenarm befestigt sind und hier die Auflagefläche in Umfangsrichtung der Verkleidung erweitern.• stiffening plates arranged between the stiffening rings on all spider arms, which are attached to only one spider arm at a time with a circumferential angle of approximately 15° and here extend the support surface in the circumferential direction of the cladding.
Zur vorliegenden Erfindung soll auf folgende Hauptvorteile hingewiesen werden.The following main advantages should be pointed out with regard to the present invention.
Bei der neuen Innenkonstruktion mit abgewinkelten Spinnenarmen können gegenüber einer Innenkonstruktion mit geraden Spinnenarmen die Antennen in einem Winkel von etwa ± 10° in der horizontalen Ebene geschwenkt werden. Beim Aufbringen der Verkleidung des Antennenträgers gibt es gegenüber dem Einschieben der Innenkonstruktion in einen in sich stabilen Verkleidungszylinder die folgenden Vorteile:With the new internal structure with angled spider arms, the antennas can be swiveled at an angle of about ± 10° in the horizontal plane compared to an internal structure with straight spider arms. When attaching the cover of the antenna carrier, there are the following advantages compared to inserting the internal structure into a stable cover cylinder:
· Durch das Umwickeln gibt es keine Toleranzforderungen zwischen dem Innendurchmesser der Zylinderverkleidung und dem Außendurchmesser der Innenkonstruktion, die beim Einführen der Innenkonstruktion in einen vorgefertigten Zylinder besonders bei größeren Zylinderlängen kritisch sind.· By wrapping, there are no tolerance requirements between the inner diameter of the cylinder cladding and the outer diameter of the inner structure, which are critical when inserting the inner structure into a prefabricated cylinder, especially for longer cylinder lengths.
· Die Wandstärke der zylindrischen Verkleidung kann sehr dünn sein.· The wall thickness of the cylindrical casing can be very thin.
Darum beeinflusst die Verkleidung nicht die elektrischen Eigenschaften der dahinterliegenden Antennen. Der Funknetzplanung können die in den Datenblättern der eingesetzten Antennen enthaltenen Daten zugrundegelegt werden.
30Therefore, the cladding does not affect the electrical properties of the antennas behind it. The data contained in the data sheets of the antennas used can be used as a basis for planning the radio network.
30
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patentansprüche verwiesen.For further explanation of the invention reference is made to the patent claims.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
In der zugehörigen Zeichnung zeigenDetails, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments.
In the accompanying drawing
Fig. 1 Schnittdarstellung einer dreiarmigen Spinne mit geraden Armen (Stand
der Technik),Fig. 1 Cross-sectional view of a three-armed spider with straight arms (status
of the technique),
Fig. 2 Schnittdarstellung einer dreiarmigen Spinne mit abgewinkelten Armen,Fig. 2 Cross-sectional view of a three-armed spider with bent arms,
Fig. 3 Innenkonstruktion mit umwickelter Verkleidung (Längsschnitt,
Querschnitt)Fig. 3 Internal construction with wrapped cladding (longitudinal section,
Cross-section)
Fig. 1 zeigt die Schnittdarstellung einer dreiarmigen Spinne 1 mit zentraler Achse 1.1 nach dem Stand der Technik. Zwischen den geraden Spinnenarmen 1 sind in den so gebildeten drei 120°-Sektoren die Antennen 4 und die zugehörige remote control unit (RCU) 4.1 angeordnet.Fig. 1 shows a sectional view of a three-armed spider 1 with a central axis 1.1 according to the state of the art. The antennas 4 and the associated remote control unit (RCU) 4.1 are arranged between the straight spider arms 1 in the three 120° sectors thus formed.
Für die in den Fig. 1 und 2 eingesetzte Antennentechnik wurden beispielhaft gewählt:The antenna technology used in Fig. 1 and 2 was chosen as an example:
- Antenne 4 - KATHREIN 742 212
-RCU 4.1 - KATHREIN 860 10003- Antenna 4 - KATHREIN 742 212
-RCU 4.1 - KATHREIN 860 10003
Fig. 2 zeigt im direkten Vergleich dazu - bei gleichem Außendurchmesser D des Antennenträgers 3 - den erfindungsgemäßen Aufbau der Innenkonstruktion mit abgewinkelten Spinnenarmen 1.
Nach Gegenüberstellung von Fig. 1 und Fig. 2 wird offensichtlich, dass der erfindungsgemäße Aufbau der Innenkonstruktion nach Fig. 2 wesentliche Raumvorteile bewirkt.Fig. 2 shows in direct comparison - with the same outer diameter D of the antenna carrier 3 - the inventive design of the inner construction with angled spider arms 1.
After comparing Fig. 1 and Fig. 2, it becomes obvious that the inventive design of the internal construction according to Fig. 2 results in significant space advantages.
Das führt unter der Voraussetzung des gleichen Durchmessers D für den Antennenträger 3 dazu, dass bei der Lösung nach dem Stand der Technik in Fig. 1 keine horizontale Drehbarkeit von Antenne 4 und zugehöriger RCU 4.1 in den einzelnen 120°-Sektoren gegeben ist.Assuming the same diameter D for the antenna carrier 3, this means that in the state-of-the-art solution in Fig. 1, there is no horizontal rotation of the antenna 4 and the associated RCU 4.1 in the individual 120° sectors.
Die erfindungsgemäße Innenkonstruktion mit dreiseitigem Mastkern 2 und abgewinkelten Spinnenarmen 1 nach Fig. 2 lässt eine horizontale DrehbarkeitThe internal construction according to the invention with three-sided mast core 2 and angled spider arms 1 according to Fig. 2 allows horizontal rotation
im Winkel &phgr; = &phgr;0 ± &Dgr; &phgr; um etwa ±10° zu.
35at an angle φ = φ 0 ± Δ φ by about ±10°.
35
Gegenstand von Fig. 3 ist eine Ausführung des neuen Antennenträgers 3 mit Innenkonstruktion 1, 2 nach Fig. 2 und einer zylindrischen Verkleidung 6, die durch Umwickeln mit einem GFK-Material auf die Enden der Spinnenarme 1 aufgebracht wird.The subject of Fig. 3 is an embodiment of the new antenna carrier 3 with inner construction 1, 2 according to Fig. 2 and a cylindrical covering 6, which is applied to the ends of the spider arms 1 by wrapping with a GRP material.
Zu diesem Zweck sind an den Enden der Spinnenarme 1 zusätzliche Auflageflächen 5 vorhanden, die eine dem radialen Abstand entsprechende Krümmung aufweisen und damit zur Formstabilisierung der zylindrischen Hülle aus GFK-Material dienen.For this purpose, additional support surfaces 5 are provided at the ends of the spider arms 1, which have a curvature corresponding to the radial distance and thus serve to stabilize the shape of the cylindrical shell made of GRP material.
Als Auflageflächen 5 sind einmal konzentrische Aussteifungsringe 5.1 vorgesehen, die in regelmäßigen Abständen an der Spinne 1 befestigt sind und eine umlaufende 360°-Auflage des GFK-Materials gewährleisten.Concentric stiffening rings 5.1 are provided as support surfaces 5, which are attached to the spider 1 at regular intervals and ensure a circumferential 360° support of the GRP material.
Zwischen den Aussteifungsringen 5.1 sorgen Aussteifungsbleche 5.2 für eine eingeschränkte Auflage und Formstabilisierung. Diese Aussteifungsbleche 5.2 sind in Umfangsrichtung der Verkleidung 6 an den Enden der drei Spinnenarme 1 angebracht und bewirken jeweils eine Auflage im Umfangwinkel von etwa 15°, s. Darstellung des Querschnitts A-A in Fig. 3.Between the stiffening rings 5.1, stiffening plates 5.2 ensure limited support and shape stabilization. These stiffening plates 5.2 are attached in the circumferential direction of the cladding 6 at the ends of the three spider arms 1 and each provide support at a circumferential angle of approximately 15°, see the representation of the cross section A-A in Fig. 3.
Die GFK-Verkleidung 6 weist in beispielhafter Ausführung eine Wandungsstärke von etwa 1,8 mm auf.The GRP cladding 6 in an exemplary design has a wall thickness of approximately 1.8 mm.
Die Breite der Aussteifungsringe 5.1 beträgt im Ausführungsbeispiel 80 mm, ihr Abstand voneinander etwa 500 mm.In the example shown, the width of the stiffening rings 5.1 is 80 mm and their distance from each other is approximately 500 mm.
Oberhalb der Antennen 4 ist der vorzusehende Aussteifungsring 5.1 direkt am Mastkern befestigt (nicht in Fig. 3 eingezeichnet).Above the antennas 4, the stiffening ring 5.1 is attached directly to the mast core (not shown in Fig. 3).
Zur Höhenverfahrbarkeit der Antennen 4 und ihrer zugehörigen RCU 4.1 ist an jeder Seite des dreiseitigen Mastkerns 2 eine Laufschiene 7 befestigt.To enable the height of the antennas 4 and their associated RCU 4.1 to be adjusted, a guide rail 7 is attached to each side of the three-sided mast core 2.
Die Antennen 4 sind dabei mittels einer entsprechenden Aufhängung so auf der Laufschiene 7 angeordnet, dass ihr radialer Abstand A (s. Fig. 2) zur elektrischen Optimierung der Antennenfunktion einstellbar ist.The antennas 4 are arranged on the guide rail 7 by means of a corresponding suspension such that their radial distance A (see Fig. 2) can be adjusted for electrical optimization of the antenna function.
Liste der BezugszeichenList of reference symbols
1 Spinne, Spinnenarm 1.1 zentrale Achse1 Spider, spider arm 1.1 central axis
2 Mastkern2 Mast core
3 Antennenträger3 antenna supports
4 Antennen4 antennas
4.1 RCU (remote control unit)4.1 RCU (remote control unit)
5 Auflageflächen5 support surfaces
5.1 Aussteifungsringe5.1 Stiffening rings
5.2 Aussteifungsbleche5.2 Stiffening plates
6 GFK-Material, Verkleidung6 GRP material, cladding
7 Laufschiene7 Guide rail
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030424 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20060601 |