Vorrichtung zur mechanischen Schwingungsdämpfung von Antennenstäben
Die in der Funktechnik als Dipole, Reflektoren, Direktoren od. dgl. gebräuchlichen
Antennenstäbe geraten insbesondere bei relativ großen Abmessungen, z. B. in Empfangsantennen
für das verhältnismäßig lange Meterwellen umfassende Fernsehband l infolge einer
Anregung durch Wind leicht in starke mechanische Schwingungen. Es ergeben sich hierdurch
nicht nur lästige Störgeräusche, sondern die Schwingungen können so kräftig werden,
daß die Stäbe brechen. Man hat versucht, die Schwingungen durch verschiedene Maßnahmen
zu beseitigen, z. B. Einschieben von Holzstäbchen in rohrförmige Antennenstäbe,
Überziehen der Stäbe mit einem Kunststoffschlauch, Einziehen von Hanfschnüren oder
Ausspritzen der Rohre mit einem Dämpfungsmittel, jedoch haben sich alle diese Maßnahmen
als unwirksam erwiesen. Bei der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen wurde
als Grund hierfür festgestellt, daß hierdurch lediglich die Eigenresonanz der Stäbe
verändert wird, indem entweder die Masse des Stabes vergrößert wird, so daß sich
eine Frequenzverschiebung der mechanischen Schwingung nach unten ergibt, oder die
Steifigkeit erhöht wird, so daß eine Frequenzverschiebung nach oben stattfindet.Device for mechanical vibration damping of antenna rods
The ones commonly used in radio technology as dipoles, reflectors, directors or the like
Antenna rods are particularly useful for relatively large dimensions, e.g. B. in receiving antennas
for the relatively long meter waves comprehensive television band l as a result of a
Excitation by wind easily results in strong mechanical vibrations. It results from this
not only annoying background noises, but the vibrations can become so strong,
that the bars break. Attempts have been made to reduce the vibrations through various measures
to eliminate, e.g. B. Inserting wooden sticks into tubular antenna rods,
Covering the rods with a plastic tube, pulling in hemp cords or
Spraying the pipes with a damping agent, however, have all these measures
proved ineffective. Investigations on which the invention was based
established as the reason for this that this only causes the natural resonance of the rods
is changed by either increasing the mass of the rod, so that
results in a frequency shift of the mechanical oscillation downwards, or the
Rigidity is increased, so that an upward frequency shift takes place.
Es ist auch eine Vorrichtung zur Dämpfung von Biegeschwingungen bekannt,
bei der an den Stellen größter Schwingungsbewegung eine Dämpfungsvorrichtung aus
einem Werkstoff großer Nachgiebigkeit angebracht ist und die hineingesteckte Energie
durch Werkstoffdämpfung vernichtet wird. Die Dämpfungsvorrichtung und der schwingende
Körper haben dabei die gleiche Eigenschwingungszahl. Derartige Dämpfungsvorrichtungen
sind jedoch zur Bedämpfung der Schwingungen von Antennenstäben nicht geeignet, weil
das Gewicht der im Schwingungsbauch anzubringenden und auf die Resonanzfrequenz
der Antennenstäbe abgestimmten Dämpfungsorgane die Einspannstellen der Antennenelemente
zusätzlich belasten würde. Derartige Dämpfungsvorrichtungen, die auf die Resonanzfrequenz
des schwingenden Körpers abgestimmt sind, können zwar eine kurzzeitig angeregte
Schwingung rasch zum Abklingen bringen, während ihre Wirksamkeit bei stets erneuter
Erregung stark in Frage gestellt ist. Bei Antennenstäben handelt es sich aber nicht
um kurzzeitig angeregte Schwingungen, weil durch die vorbeiströmende Luft eine erneute
Anregung der Antennenelemente zu mechanischen Schwingungen gegeben ist.A device for damping flexural vibrations is also known,
in the case of the greatest vibration movement at the points of a damping device
a material of great flexibility is attached and the energy put into it
is destroyed by material damping. The damping device and the vibrating one
Bodies have the same natural frequency. Such damping devices
however, are not suitable for damping the vibrations of antenna rods because
the weight of the weight to be attached in the antinode and the resonance frequency
the antenna rods matched damping elements the clamping points of the antenna elements
would be an additional burden. Such damping devices based on the resonance frequency
of the vibrating body are tuned, although a briefly excited
Rapidly decay vibration, while its effectiveness with ever renewed
Arousal is severely challenged. But antenna rods are not involved
by briefly excited vibrations, because the air flowing past causes them to be renewed
Excitation of the antenna elements is given to mechanical vibrations.
Zur Bedämpfung der Schwingungen von Antennenstäben sind auch besondere
Massekörper verwendet worden, die an den Stellen größter mechanischer Schwingungsamplituden
an den Antennenstäben angebracht wurden. Auf diese Weise wird zwar nur eine unregelmäßige
Verteilung der schwingenden Masse längs des Antennenstabes und eine Veränderung
der Elastizität erreicht; eine Bedämpfung der Schwingungen im eigentlichen Sinn
ist dadurch nicht möglich.To dampen the vibrations of antenna rods are also special
Mass bodies have been used, which are at the points of greatest mechanical oscillation amplitudes
attached to the antenna rods. This way, though, it will only be irregular
Distribution of the oscillating mass along the antenna rod and a change
of elasticity achieved; a damping of the vibrations in the real sense
is therefore not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden
und eine wirksame Bedämpfung der bei Antennenstäben auftretenden mechanischen Schwingungen
zu erreichen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur mechanischen Schwingungsdämpfung
von Antennenstäben mit genau oder angenähert an den Stellen größter mechanischer
Schwingungsamplituden angebrachten Dämpfungsorganen und ist dadurch -gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsorgane in Richtung der mechanischen Schwingungsbewegung der Antennenstäbe
abgestützt und miteinander durch eine Versteifung verbunden sind. Bei einer Schwingungsbewegung
der Antennenstäbe wird auf diese Weise eine mechanische Verformung der durch die
Abstützung und die Versteifung starr gehaltenen Dämpfungsorgane erreicht, so daß
die Bewegungsenergie der schwingenden Antennenteile durch die Verformung des Dämpfungsmaterials
in Wärme umgewandelt wird. Die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung zur Dämpfung
der Schwingungen von Antennenstäben ist daher auch bei stets erneuter Anregung der
Schwingungen durch an den Antennenelementen vorbeiströmende Luft wirksam. Dabei
wird durch die Dämpfungsorgane und durch die Versteifung im Gegensatz zu den bekannten
An-
Ordnungen keine zusätzliche Belastung der Einspannstellen der
Antennenstäbe verursacht. Zur Abstützung der aus elastischem Material, wie Gummi,
Schwammgummi od. dgl., bestehenden Dämpfungsorgane werden zweckmäßig Schellen verwendet,
welche den Antennenstab und die in Form eines parallel zum Antennenstab verlaufenden
Trägers, Stabes oder Schiene ausgebildete Versteifung umschließen. Es wurde festgestellt,
daß bei in der Mitte eingespannten Dipolstäben die mechanischen Schwingungsbäuche
gewöhnlich in einer Entfernung von einem Drittel des halben Dipolstabes beiderseits
der Mitte auftreten. Die Abstützungen bzw. Schellen werden bei Dipolstäben zweckmäßigerweise
symmetrisch im Schwingungsbauch beiderseits der Dipolmitte angeordnet, wobei ihr
Abstand
beträgt, wenn die Gesamtlänge des Stabes mit 2L bezeichnet ist. Es ist vorteilhaft,
wenn die parallel zum Antennenstab angeordnete Versteifung annähernd den gleichen
Querschnitt aufweist oder aus gleichem Stabmaterial besteht wie der zu dämpfende
Antennenstab.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned and to achieve effective damping of the mechanical vibrations occurring in antenna rods. The invention relates to a device for mechanical vibration damping of antenna rods with exactly or approximately at the points of greatest mechanical vibration amplitudes attached damping elements and is characterized in that the damping elements are supported in the direction of the mechanical vibration movement of the antenna rods and connected to each other by a stiffener. When the antenna rods vibrate, a mechanical deformation of the damping elements held rigidly by the support and the stiffening is achieved so that the kinetic energy of the vibrating antenna parts is converted into heat by the deformation of the damping material. The device constructed in accordance with the invention for damping the vibrations of antenna rods is therefore also effective when the vibrations are repeatedly stimulated by air flowing past the antenna elements. In this case, in contrast to the known arrangements, the damping elements and the stiffening do not cause any additional stress on the clamping points of the antenna rods. To support the damping elements made of elastic material such as rubber, sponge rubber or the like, clamps are expediently used, which enclose the antenna rod and the reinforcement formed in the form of a carrier, rod or rail running parallel to the antenna rod. It has been found that with dipole rods clamped in the middle, the mechanical antinodes of oscillation usually occur at a distance of a third of half the dipole rod on either side of the center. In the case of dipole rods, the supports or clamps are expediently arranged symmetrically in the antinode on both sides of the center of the dipole, with their spacing is when the total length of the rod is labeled 2L. It is advantageous if the reinforcement arranged parallel to the antenna rod has approximately the same cross section or consists of the same rod material as the antenna rod to be damped.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist an Hand von Zeichnungen
näher erläutert, in denen Fig. 1 einen gedämpft eingespannten Dipolstab in Ansicht
und Fig. 2 von der Stirnseite gesehen zeigt.An embodiment of the inventive concept is based on drawings
explained in more detail, in which Fig. 1 shows a damped, clamped dipole rod
and Fig. 2 shows seen from the end.
Ohne die Maßnahme nach der Erfindung würde der an der Einspannstelle
1 in der Mitte gehalterte Dipolstab 2 von der Länge 2 L mechanische Schwingungen
in Richtung des Pfeiles 3 ausführen, die nach den gestrichelt eingezeichneten Kurven
in Bäuchen und Knoten über den Stab verteilt auftreten. Genau oder angenähert in
den Schwingungsbäuchen beiderseits der Einspannstelle 1 sind Schellen 4 auf dem
Stab befestigt, die mit elastischem Material s, wie Gummi, Schwammgummi od. dgl.,
ausgelegt sind. Die Schellen 4 liegen in Richtung der zu erwartenden mechanischen
Schwingungen, d. h. in der Ebene des Pfeiles 3, und sind mit ihrem anderen Ende
starr an einem Stab 6 oder einem anderen Träger, wie einer Schiene od. dgl., befestigt.
Durch diese Dämpfungsorgane wird eine echte Dämpfung der mechanischen Schwingung
im Schwingungsbauch an der Stelle seiner höchsten Amplitude oder wenigstens in der
Nähe derselben erzielt, wobei die Dämpfungsorgane in Richtung der mechanischen Schwingungsbewegung
am Stab 6 oder einer gleichwertigen Stütze abgestützt sind. Der Stab 6 oder die
gleichwertige anderweitige Abstützung sind ihrerseits starr an der Antennentragkonstruktion
abgestützt, wobei die Abstützung etwa die gleichen Abmessungen hat wie der zu dämpfende
Antennenstab. Man verwendet deshalb zweckmäßig für beide gleichen Stabquerschnitt
und das gleiche Stabmaterial.Without the measure according to the invention, the at the clamping point
1 dipole rod held in the middle 2 with a length of 2 L mechanical vibrations
execute in the direction of arrow 3 following the curves shown in dashed lines
occur in bellies and nodes distributed over the rod. Exactly or approximately in
the antinodes on both sides of the clamping point 1 are clamps 4 on the
Rod attached, which is made of elastic material s, such as rubber, sponge rubber or the like.,
are designed. The clamps 4 are in the direction of the expected mechanical
Vibrations, d. H. in the plane of arrow 3, and are at their other end
Rigidly attached to a rod 6 or another carrier such as a rail or the like.
These damping organs provide real damping of the mechanical vibration
in the antinode at the point of its highest amplitude or at least in the
Near the same achieved, with the damping elements in the direction of the mechanical vibratory movement
are supported on the rod 6 or an equivalent support. The rod 6 or the
equivalent other supports are in turn rigid on the antenna support structure
supported, the support has approximately the same dimensions as that to be damped
Antenna rod. It is therefore advisable to use the same rod cross-section for both
and the same rod material.
Der Erfindungsgedanke ist nicht auf einzelne Antennenstäbe beschränkt,
vielmehr können auf diese Weise auch die mechanischen Schwingungen an den einzelnen
Elementen von Mehrelement- bzw. Gruppenantennen gedämpft werden.The idea of the invention is not limited to individual antenna rods,
Rather, in this way, the mechanical vibrations on the individual
Elements of multi-element or group antennas are attenuated.