DE1516904B1 - Self-radiating antenna mast divided by isolators with base point isolator - 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 Mastquerschnitt geringen Querschnitt galvanisch überbrückt ist.The invention relates to a self-radiating, subdivided by insulators Antenna mast with base point isolator, with each isolator through an outside of the mast forming a loop with a conductor opposite the mast cross-section small cross-section is bridged galvanically.

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.Self-radiating antenna masts placed on a base insulator are often switched on or off to achieve suitable radiation characteristics interrupted several times by intermediate insulators and on one of these insulators fed in, d. H. fed above and, if necessary, through to other isolators Activation of inductances and capacitances is extended or shortened.

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.For protection against lightning strikes and for discharging static charges the necessary galvanic (direct current) bridging of the isolation sections of the mast parts as well as the coordination (lengthening or shortening) of the electrical length of the mast Inductivities or capacitances to be switched in parallel through the insulation paths, Furthermore, the routing of mains and measuring cables over the insulation distances to the top of the mast require special measures so that through them the radiation diagram of the antenna mast is not influenced and disturbed.

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 Antennennutzstrom bei einer Schleifenlänge i/4 einen großen reinohmschen HF-Widerstand und bei einer Schleifenlänge kleiner bzw. größer A/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. Umweg-Leitung 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.So are known from the German patent 919 718 in one subdivided antenna mast the intermediate insulators by one, an elongated, U-shaped, lying outside the mast and perpendicular to its outer skin or Axis arranged HF loop forming conductor bridged galvanically. This RF loop or HF detour line, the DC resistance of which is practically zero, forms for the high-frequency antenna useful current with a loop length of i / 4 has a large pure Ohm HF resistance and with a loop length smaller or larger A / 4 an inductance or capacitance and can therefore also be used for galvanic bridging of the isolation path still for the coordination (lengthening or shortening) of the electrical length of the antenna mast be used. The HF loop or detour line aligned perpendicular to the mast however, has a radiation pattern itself, the maximum of which is directed vertically and the radiation pattern of the mast, which is a zero in the vertical direction has, bothers. Such a change in the radiation pattern is only possible in exceptional cases desired, so that this known detour line is only used for galvanic bridging of isolation distances as well as for the coordination of the electrical length of an antenna mast can be used if its radiation diagram is to be changed consciously.

Eine 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 hochgeführten Speiseleitung galvanisch überbrückt ist. Das mit seinem einen Ende 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 unerwünschter Weise.Another, undesirable influence on the radiation pattern of the antenna mast occurs with another antenna mast known from German patent specification 977 375 , the base point of which is galvanically bridged by a horizontal cable jacket loop outside the mast as an extension of the feeder lead up inside the mast. The cable jacket piece, which is galvanically connected at one end to the base of the mast and grounded at its other end, is laid parallel to the surface of the earth, ie the earth potential, and is dimensioned so long that it forms a known A / 4 HF line together with the surface of the earth forms above ground, which short-circuits the base point insulator with direct current, but brings the feeder cable, which is initially at ground potential, to the potential of the mast. The radiation pattern emitted by this HF line is aligned perpendicular to the radiation pattern of the mast and therefore disturbs it in an undesirable manner.

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.The invention is based on the object; with a self-radiating, Antenna mast subdivided by insulators, the isolation distances through an outside of the mast to bridge a loop forming conductor galvanically so that this Loop does not interfere with the radiation pattern emitted by the mast.

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.The invention solves this problem with an antenna mast of the introduction mentioned type in that the conductor at a small distance from the outer skin guided parallel to the axis of the mast and with its end facing away from the insulator is conductively connected to the mast, so that it interacts with it in parallel opposite mast part forms the loop.

Dabei dient der Leiter bei einer Länge der Schleife kleiner A/4 zur Darstellung einer zur Isolationsstrecke parallelgeschalteten Induktivität, bei einer Länge von n,/4 zur statischen Überbrückung einer Isolationsstrecke mit unendlich großem, reinohmschem HF-Widerstand und bei einer Länge größer a/4 zur Darstellung einer parallelgeschalteten Kapazität.If the length of the loop is less than A / 4, the conductor is used for Representation of an inductance connected in parallel to the insulation path, with a Length of n, / 4 for static bridging of an isolation distance with infinity large, pure Ohmic HF resistance and with a length greater than a / 4 for illustration a parallel connected capacitance.

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.The invention uses a line routing which in itself - for a different purpose - from »Rundfunktechn. Mitteilungen ", 1959, p. 98, known is. A base-point-grounded mast is described there, which is known as a T-adaptation is fed by a line, one conductor of which is connected to earth, while your other conductor parallel at a short distance from the outer skin of the mast guided to the mast axis and conductively connected to the mast at a suitable height.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Netz- und Meßkabel in der für Rundfunk-Speisekabel aus der deutschen Patentschrift 919 718 (F i g. 3) bekannten Weise über die Isolationsstrecke hinweggeführt, indem sie auf den parallel zu den Isolationsstrecken geführten Leitern verlegt werden.In a further embodiment of the invention, mains and measuring cables are used in the one for broadcast feeder cables from German patent specification 919 718 (F i g. 3) in a known manner passed over the isolation path by clicking on the parallel The conductors leading to the insulation sections must be laid.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert: Nach der Figur ist der selbststrahlende Antennenmalt 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 Obeneinspeisung des Mastes erfolgt an dem z. B. in etwa A/4-Höhe angeordneten Zwischenisolator 5.An embodiment of the invention is shown in the figure and is explained in more detail below: According to the figure, the self-radiating antenna is painted divided into three mast parts 1, 2 and 3 and with the help of the base point isolator 4 set up isolated from earth. Between the mast parts 1 and 2 and 2 and 3 are Intermediate insulators 5 and 6 connected. The schematic by the HF generator G The top feed of the mast shown takes place at the z. B. arranged at about 1/4 height Intermediate insulator 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 2/4 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.In the exemplary embodiment it is assumed that the current coating on the antenna mast should not have a sinusoidal distribution, but should have a kink to achieve a special radiation pattern with the help of an inductance switched on at the isolation point 6, that is, that the electrically effective length of the mast should be lengthened: To this The purpose of the intermediate insulator 6 is galvanically bridged by the conductor 7 arranged outside the mast, which in turn is galvanically connected at the lower end of the insulator 6 to the upper end 8 of the central mast part 2 and parallel to the. Insulator 6 and parallel to the upper mast part 3 at a small distance from its outer skin and which is then galvanically connected to the mast part 3 at point 9. As a result, the conductor 7, together with the part of the mast part 3 opposite it parallel to it, forms an HF loop which represents the desired inductance when its loop length is less than 2/4. (It represents a capacitance that reduces the electrical length of the mast if its length is greater than A / 4.) The reactive current on conductor 7 is in phase opposition to the reactive current on mast part 3. With regard to radiation, these currents cancel each other out . The radiation of the antenna active current flowing in the loop has its maximum in the horizontal. It is taken into account from the outset when the mast is coordinated. As a result of the small cross-section of the conductor 7 in relation to the mast, the active current can form an undisturbed circular diagram on the latter. The inductance loop formed by the conductor 7 and the mast part 3 therefore only has an insignificant effect on the radiation pattern of the antenna mast.

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 A14 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.Similarly, the parallel to the intermediate insulator 5 and the middle one Mast part 2 arranged conductor 10, which with its lower end with the upper end 11 of the lower mast part 1 and with an upper end 12 with the mast part 2 galvanically connected, with a loop length of A14 a resonance tuned RF loop with an infinitely large, purely ohmic HF resistor. The loop changed therefore the length of the antenna mast is not and because of its very small, practically going to zero direct current resistance exclusively and only for static bridging of the intermediate insulator 5.

Der ebenfalls außerhalb des Mastes in einem kleinen Abstand vom unteren Mastteil l 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,14) 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.The one also outside the mast at a small distance from the lower one Mast part l raised parallel to the outer skin of the ladder 13 with its lower End 14 grounded and with its upper end 15 galvanically connected to the lower mast part is connected, also forms together with the parallel opposite it Part of the lower mast part 1 an HF loop that is tuned to resonance (length A, 14) only for galvanic bridging of the base point insulator, i.e. H. to static Earthing of the antenna mast is used. If the loop length is shorter, that of the conductor 13 formed together with the mast part 1 HF loop is the electrically effective The length of the mast has also been increased.

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 hochgeführte Netz-und/oder Meßkabel 16 über die Isolationsstrecken 4, 5 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 1 aus dem Innern der Mastteile herausgeführt und dann auf den Leitern 7, 10 und 13 verlegt.According to the invention for the galvanic or static bridging of the insulators 4 and 6 parallel to their insulation paths connected conductors 7 and 13 thus offer the possibility of increasing or decreasing the electrical lengths of the mast parts 1, 2 and 3 and thus of the antenna mast itself without this conductor, which is raised outside the mast, parallel to the insulation sections and the outer skin, also changes the radiation characteristics of the mast. The galvanic (direct current) bridging of the insulation paths 4, 5 and 6 automatically provided with the conductors 7, 10 and 13 also advantageously enables the antenna mast to be statically earthed over its entire length to protect against atmospheric discharges. In the exemplary embodiment, it is also shown schematically how, with the aid of the conductors 7, 10 and 13 arranged in the interior of the mast parts 1, 2 and 3, mains and / or measuring cables 16, which are raised to the top of the mast, can be guided over the insulation paths 4, 5 and 6, without influencing the radiation pattern of the mast. The mains cables 16 are led out of the interior of the mast parts at the galvanic connection points 8 and 9, 11 and 12 and 15 of the conductors 7, 10 and 13 with the mast parts 3, 2 and 1 and then laid on the conductors 7, 10 and 13.

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.The arrangement according to the invention has the following advantages in particular: The ladder raised outside the mast influences, due to its opposite the mast cross-section small cross-section as well as due to the location of it RF loop formed outside the mast relative to the radiation direction of the mast, the radiation diagram does not. These conductors require little effort. she allow the masts, even with the high HF powers that are customary today, only according to structural specifications To construct points of view, because of the high voltages occurring at the insulators can be mastered by the possibility of larger distances between the conductors on the outside can. They also enable the mains and measuring cables to be routed through the isolator sections lead away within the ladder, i.e. in the field-free space, without it being passed through HF voltages or static discharges and lightning strikes are at risk or that Influence the radiation diagram of the mast.

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. Claims: 1. Self-radiating, subdivided by isolators Antenna mast with base point isolator, with each isolator through an outside of the mast forming a loop with a conductor opposite the mast cross-section small cross-section is bridged galvanically, characterized in that the Conductor (7, 10, 13) at a short distance from the outer skin parallel to the axis of the mast (1, 2, 3) out and with its end facing away from the insulator (4, 5, 6) is conductively connected to the mast (1, 2, 3) so that it interacts with the it is parallel to the opposite mast part forms the loop. 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. 2. Self-radiating Antenna mast according to claim 1, characterized in that the loop for display one of the very high, pure Ohmic HF resistance connected in parallel to the insulation path is set to the electrically effective length a / 4. 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. 3. Self-radiating antenna mast according to claim 1, characterized in that the loop to represent a the insulation path parallel-connected inductance to an electrically effective Length is set to less than A / 4. 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. 4. Self-radiating antenna mast according to claim 1, characterized in that the loop to represent one of the isolation path parallel capacitance is set to an electrically effective length greater than A / 4 is. 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.5. Self-radiating antenna mast according to one of the claims 1 to 4, characterized in that on the parallel to the insulation paths the mast (1, 2, 3) conductors (7, 10, 13) mains and / or measuring cables (16) are led.