DE2061475A1 - Coupling device for the transmission of electromagnetic waves between mutually shielded rooms - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Leo Thul . 20614/5Patent attorney Dipl.-Phys. Leo Thul. 20614/5

StuttgartStuttgart

H.R. Smith - 2MR. Smith - 2nd

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Kopplungseinrichtung zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen zwischen gegeneinander abgeschirmten RäumenCoupling device for the transmission of electromagnetic waves between mutually shielded rooms

Die Erfindung bezieht sich auf zwischen abgeschlossenen Räumen wirkende Kopplungseinrichtungen für elektromagnetische Wellen, insbesondere auf solche Kopplungseinrichtungen, mit Hilfe derer ein Sprechverkehr an Bord grosser Schiffe mittels tragbarer Funksprechgeräte zwischen den einzelnen Räumen verbessert werden kann.The invention relates to acting between closed spaces Coupling devices for electromagnetic waves, in particular such coupling devices, with the aid of which speech communication on board large ships can be improved by means of portable two-way radios between the individual rooms.

Für den Sprechverkehr zwischen den einzelnen Räumen auf grossen Schiffen, insbesondere auf Tankern, werden in zunehmendem Masse Hand-Funksprechgeräte eingesetzt, und man plant, dafür Normen hinsichtlich Frequenz, und Leistung für diese Art von Funksprechverkehr einzuführen. Bisher hat man sich dabei auf zufällige Kopplungen beschränkt und sich auf für den Funksprechverkehr rein zufällige Schlitze und Öffnungen zwischen den einzelnen Räumen verlassen, z.B. auch auf das Ventilationssystem. Auf grossen Schiffen kann jede Kabine, jeder Gang, Laderaum oder Tank als Hehlraum im hochfrequenztechnischen Sinne betrachtet werden, und jeder Hohlraum ist wahllos mit dem nächsten und nach draussen auf die Decks des Schiffes durch irgendwelche Öffnungen, Ladeluken oder über die Yentilationssohächte u.a.m. gekoppelt. Es besteht daher das Bedürfnis, den Sprechverkehr mittels Funksprechgeräten kleiner Leistung an Bord von Schiffen durch Einführung definierter Kopplungen unter Ausschaltung der zufälligen Kopplungen zu verbessern.For voice communication between the individual rooms on large ships, Hand-held two-way radios are being used to an increasing extent, especially on tankers, and there are plans to introduce standards for frequency, and introduce performance for this type of radiocommunication. So far, this has been limited to random couplings and to slots and openings that are purely random for radio communication between the individual rooms, e.g. also on the ventilation system. On large ships, every cabin, every aisle, The cargo hold or tank is viewed as a concealment space in the high-frequency technical sense and each cavity is random to the next and out onto the decks of the ship through any openings, Loading hatches or coupled via the ventilation shafts, etc. It exists hence the need to control speech communication by means of two-way radio sets on board ships by introducing defined couplings by eliminating the random couplings.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kopplungseinrichtung für elektromagnetische Wellen anzugeben, mit deren Hilfe eine wirksameIt is therefore the object of the invention to provide a coupling device for electromagnetic waves with the aid of which an effective

14.12.1970December 14, 1970

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Kopplung zwischen den einzelnen Räumen in definierter Art für den Funksprechverkehr geschaffen wird, so dass der Funksprechverkehr mit Hand-Funksprechgeräten kleiner Leistung durchgeführt werden kann.Coupling between the individual rooms is created in a defined way for radio communication, so that radio communication with Hand-held two-way radios of low power can be carried out.

Die Kopplungseinrichtung ist so ausgeführt, dass sie in den Trennwänden zwischen den einzelnen Räumen eingebaut werden kann.The coupling device is designed so that it is in the partition walls can be installed between the individual rooms.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert; die einzelnen Figuren stellen schematisch dar:The invention is explained in more detail with reference to drawings; the single ones Figures represent schematically:

Fig. 1 ein Schiff mit in den Trennwänden der einzelnen Räume eingebauten Köpplungselnrichtungen;Fig. 1 shows a ship built into the partition walls of the individual rooms Coupling devices;

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsbel3piele von solchen Kopplungseinrichtungen für elektromagnetische Wellen.2, 3 and 4 different exemplary embodiments of such coupling devices for electromagnetic waves.

In Fig. 1 ist ein Tanker oder Frachtschiff 11 dargestellt; in Trennwänden 12 zwischen den Laderäumen IJ>, den Kabinen 14 und den Decksaufbauten 15 sind Kopplungseinrichtungen 16 «ingebaut, um den Funksprechverkehr mittels kleiner tragbarer Oegensprechgeräte durchführen zu können. Wenn beispielsweise bei A, B und C Funksprechgeräte stationiert sind, so ist durch die Kopplungseinrichtungen 16 eine Übertragung von Hochfrequenzenergie zwischen allen Funksprechgeräten gewährleistet. Auf diese Weise kann eine billige Funksprechverbindung zwischen den einzelnen Räumen ermöglicht werden, ohne dass die Abschirmung durch die metallischen Wände sich nachteilig auswirkt.In Fig. 1, a tanker or cargo ship 11 is shown; In the partition walls 12 between the cargo holds IJ>, the cabins 14 and the deck superstructures 15, coupling devices 16 ″ are built in to enable radio communications to be carried out by means of small portable two-way communication devices. If, for example, radio telephones are stationed at A, B and C, the coupling devices 16 ensure that high-frequency energy is transmitted between all radio telephones. In this way, an inexpensive radio communication connection between the individual rooms can be made possible without the shielding by the metallic walls having a disadvantageous effect.

In Fig. 2 ist eine Kopplungseinrichtung dargestellt, die als Schlitzantenne 21 in einer Trennwand 22 ausgebildet ist. Die Tiefe 23 der Schlitzantenne 21 ist gleich der Dicke der Trennwand; die Länge 24 des Schlitzes ist gleich einer halben Betriebswellenlänge. Die Breite 25 des Schlitzes ist nicht kritisch, sie sollte jedoch nicht kiel« ner als 15 mn und nicht grosser als 60 mm sein. Solche Schlitzentennen sind jedoch nur an solchen Stellen angebracht, die nicht wasserdicht sein müssen. An Stellen, die wasserdicht sein müssen, werden Kopplungseinrichtungen gemäss Fig.3 und 4 verwendet.In Fig. 2, a coupling device is shown as a slot antenna 21 is formed in a partition 22. The depth 23 of the Slot antenna 21 is equal to the thickness of the partition wall; the length 24 of the slot is equal to half an operating wavelength. The width of the slot is not critical, but it should not be keeled « be less than 15 mn and not larger than 60 mm. Such slot ducks However, they are only attached in places that are not waterproof must be. There are coupling devices in places that have to be watertight according to Fig.3 and 4 used.

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In Pig. 5 ist eine Kopplungseinrichtung dargestellt, die als Monopol-Antenne 51 ausgebildet wird. Die elektrische Länge 52 der Antenne 55, jeweils geraessen von der Trennwand aus, ist ein Viertel der Betriebswellenlänge. Die Antenne 53 ist in einem Bauteil 34 aus Isolierstoff befestigt, das von einer an ihrem Schaft mit Gewinde versehenen metallischen Halterung 35 aufgenommen wird, die mittels einer Mutter 56 in einem Loch der Trennwand 57 eingeschraubt wird. Als Isolierstoff kann Jedes Hoehfrequenz-Isoliermaterial, Teflon, Glasfaser-Epoxidharz etc. verwendet werden. Wenn die mechanische Länge der Antenne verkürzt wird, muss durch bekannte Massnahmen dafür gesorgt werden, dass die elektrische Länge gleich ein Viertel der Betriebswellenlänge ist. Wenn die Halterung 55 aus Isolierstoff besteht, so gilt als elektrische Länge die Länge 58 von der Trennwand 57 an gemessen. Durch eine Dichtung 59 zwischen Jfrennwand 57 und Halterung 55 kann die Kopplungseinrichtung wasserdicht in der Trennwand montiert werden.In Pig. 5 shows a coupling device which is a monopole antenna 51 is formed. The electrical length 52 of the antenna 55, each coming in from the partition wall is a quarter of the operating wavelength. The antenna 53 is in a component 34 made of insulating material fastened by a metallic thread provided on its shaft Bracket 35 is received, which by means of a nut 56 is screwed into a hole in the partition wall 57. As an insulating material can be any high frequency insulation material, teflon, fiberglass-epoxy resin etc. can be used. When the mechanical length of the antenna is shortened known measures must be taken to ensure that the electrical length is equal to a quarter of the operating wavelength. If the holder 55 is made of insulating material, it is considered electrical Length measured the length 58 from the partition wall 57. By means of a seal 59 between the partition wall 57 and the holder 55, the coupling device can be installed watertight in the partition wall.

In Fig. 4 ist eine als Schleifenantenne 4l ausgebildete Kopplungseinrichtung dargestellt; sie besteht aus zwei Teilen 42 und 42a zu beiden Seiten der Trennwand 45, die leitend miteinander verbunden sind. Diese Kopplungseinrichtung ist auch billig herzustellen und einfach zu montieren; es braucht nur ein Loch 44 in die Trennwand gebohrt und die Halterung mittels einer Mutter 45 festgeschraubt zu werden. Durch das elektromagnetische Feld in einem Raum werden in der Schleifenantenne Ströme induziert, die in dem nebenan liegenden Raum wiederum ein elektromagnetisches Feld erzeugen und so die Kopplung der Räume bewirken. Die Schleifenantenne ist aus Draht oder Rohr gefertigt. Pur optimale Kopplung beträgt die Gesamtlänge 46 der Sohleifenantenne bekanntermassen etwa eine halbe Wellenlänge, so dass die Resonanzbedingung erfüllt ist; auf jeder Seite der Trennwand ragt die halbe Länge 47 heraus. Schleifen kleinerer Länge sind nicht so wirksam. Ebenso wie bei der Ausführung gemäss Fig. 3 ist hier die Schleifenantenne in einem Bauteil 49 aus Isolierstoff befestigt, das von4 shows a coupling device designed as a loop antenna 4l shown; it consists of two parts 42 and 42a too both sides of the partition wall 45, which are conductively connected to one another. This coupling device is also cheap to manufacture and easy to assemble; all that is needed is a hole 44 in the partition drilled and the bracket screwed tightly by means of a nut 45 will. The electromagnetic field in one room induces currents in the loop antenna, those in the one next to it Room in turn generate an electromagnetic field and thus effect the coupling of the rooms. The loop antenna is made of wire or pipe manufactured. The total length of the sole loop antenna is 46 for optimal coupling is known to be about half a wavelength, so that the Resonance condition is fulfilled; Half the length 47 protrudes on each side of the partition wall. Smaller length loops are not as effective. The loop antenna is the same as in the embodiment according to FIG. 3 fastened in a component 49 made of insulating material, which is of

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einer metallischen Halterung 48 mit einem mit Gewinde versehenen Schaft 50 aufgenommen wirdj die Halterung wird mittels der Mutter unter Zwisohenlegen einer Dichtung 51 mit der Trennwand wasserdicht verschraubt. Die beiden Enden 52 ier Sehleifenantenne sind mit der Halterung 48 leitend verbunden. Diese Ausführungsform ist wegen ihrer Sicherheit besonders geeignet zum Einbau bei Tankern, weil es wegen der Erdung der Enden 52 der Sehleifenantenne unmöglich ist. Funken zu erzeugen und so den Tanker zu gefährden.a metallic bracket 48 with a threaded shaft 50 is receivedj the bracket is held by means of the nut watertight by interposing a seal 51 with the partition wall screwed. The two ends 52 of the loop antenna are conductively connected to the holder 48. This embodiment is because of her Safety particularly suitable for installation in tankers because it is because of the grounding of the ends 52 of the loop antenna is impossible. Sparks too and thus endanger the tanker.

Bei nicht durch Explosion gefährdeten Räumen kann man die konstruktiv einfacheren Kopplungseinrichtungen gemäss Fig. 2 und 3 verwenden*In the case of rooms that are not at risk of explosion, you can use the constructive use simpler coupling devices according to Fig. 2 and 3 *

5 Patentansprüche5 claims

2 Bl. Zeichnungen mit 4 Fig.2 sheets. Drawings with 4 Fig.

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Claims (5)

206H75 H.R. Smith - 2 Patentanspruch«206H75 H.R. Smith - 2 claim " 1.J Kopplungseinrichtung zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen zwischen gegeneinander elektrisch abgeschirmten Räumen, insbesondere auf Schiffen, zur Ermö'glichung einer Funkspreehverbindung zwischen den einzelnen Räumen mittels Hand-Funksprechgeräten, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinriohtungen als in die Trennwände der Räume eingebaute Antennen ausgebildet sind.1.J coupling device for the transmission of electromagnetic waves between mutually electrically shielded rooms, especially on ships, to enable a radio communication between the individual rooms by means of hand-held radio communication devices, characterized in that the coupling devices are designed as antennas built into the partition walls of the rooms . 2. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Schlitzantenne (Fig. 2) ausgebildet ist.2. Coupling device according to claim 1, characterized in that it is designed as a slot antenna (Fig. 2). 3. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als direkt gekoppelte Monopol-Antenne (31, Fig. 3) der elektrischen Länge von je einem Viertel der Betriebswellenlänge (32) auf jeder Seite der !Trennwand (37) ausgebildet ist, dass die Antenne mittels eines Bauteils aus Isolierstoff (34) axial in einer als Drehteil hergestellten Halterung (35) aus Metall gehaltert ist, deren Gewindesohaft mittels einer Mutter (36) wasserdicht (Dichtung 39) mit der Trennwand (37) verschraubt werden kann.3. Coupling device according to claim 1, characterized in that it is designed as a directly coupled monopole antenna (31, Fig. 3) of the electrical length of a quarter of the operating wavelength (32) on each side of the partition (37) that the antenna is axially held by means of a component made of insulating material (34) in a holder (35) made of metal, made as a rotating part, the threaded shaft of which can be screwed watertight (seal 39) to the partition wall (37) by means of a nut (36). 4. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Schleifenantenne (4l, Fig. 4) mit etwa zur Hälfte zu beiden Seiten der Trennwand (43) gelegenen Teilen (42 bzw. 42a) ausgebildet ist, dass der mittlere Teil der Schleifenantenne mittels eines Bauteils (49) aus Isolierstoff axial in einer als Drehteil hergestellten Halterung (48) aus Metall gehaltert ist, deren Gewindeschaft (50) mittels einer Mutter (45) wasserdicht (Dichtung 51) mit der Trennwand (43) verschraubt werden kann, und dass die Enden (52) der Schleifenantenne mit der Halterung leitend verbunden sind.4. Coupling device according to claim 1, characterized in that it is designed as a loop antenna (4l, Fig. 4) with parts (42 or 42a) located approximately halfway on both sides of the partition (43), that the middle part of the loop antenna is axially held by means of a component (49) made of insulating material in a holder (48) made of metal, made as a turned part, the threaded shaft (50) of which can be screwed watertight (seal 51) to the partition wall (43) by means of a nut (45), and that the ends (52) of the loop antenna are conductively connected to the holder. 209 8 2 2/0441 ,209 8 2 2/0441, -I--I- 206U75206U75 H.R. Smith - 2MR. Smith - 2nd 5. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung 05) und der Bauteil 04) aus Isolierstoff ein einziges Drehteil bilden, und dass das Drehteil aus Isolierstoff hergestellt ist.5. Coupling device according to claim 3, characterized in that the holder 05) and the component 04) form a single rotating part made of insulating material, and that the rotating part is made of insulating material. 209822/0441209822/0441 te e F-s e i t ete e F-s e i t e