DE20311428U1 - Anordnung mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften zur Verkleidung von großräumigen Antennenanlagen - Google Patents

Description

Dr. Horn Patentanwalt European Patent Attorney European Trademark Attorney

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Gbm 36/03 '.'. I .1 I .' . I I *. 24. Juli 2003

Beschreibung

Anordnung mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften zur Verkleidung von großräumigen Antennenanlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Antennenverkleidung in Verbindung mit dem der Werkstoffe für Bauteile von Antennenverkleidungen, die nicht unmittelbar mit den Strahlungselementen mechanisch vereinigt sind und betrifft insofern eine großräumige einhausungsähnliche Verkleidung aus einem Werkstoff aus Kunststoff mit speziellen für die Funk- und Hochfrequenztechnik geeigneten Eigenschaften für eine größere Ansammlung von Antennen (Antennenanlage bzw. Antennenstandort).

Aus DE 201 11 727.4 sind kleinvolumige Verkleidungen für Richtfunk- wie auch Mobilfunk-Antennenanlagen aus Kunststoffen mit Faserverstärkung bei vorwiegend ungerichteter Faserstruktur bekannt. Dies reichte für die bisherigen Anforderungen bei Anwendungsfällen, bei denen insbesondere 3 Mobilfunkantennen und 1 oder 2 Richtfunkantennen unterzubringen waren. Teilweise sind diese Verkleidungen gleichzeitig als Werbeträger eingesetzt.

Durch die DE 203 01 609.2 ist ein Werkstoff bekannt geworden, der es ermöglicht, diesen wegen seiner guten elektromagnetischen Eigenschaften als Verkleidungswerkstoff in Kombination mit baulichen Anlagen, insbesondere Gebäudeteile, einzusetzen.
Beide Offenbarungen können keine Lösung für eine Verkleidung von einer größeren Ansammlung von Mobil- und Richtfunkantennen in einer komplexen großräumigen Antennenanlage (Antennenstandort) anbieten.
Aus der einschlägigen Literatur ist auch eine solche nicht bekannt geworden.
Jedoch ist bekannt, dass Verkleidungen von Antennenstandorten für die HF-Anwendung, z.B. für den Mobilfunk, in vielen Fällen aus faserverstärkten Kunststoffen gefertigt sind. Dabei werden zum Aufbau von größeren Standorten die faserverstärkten Kunststoffbauteile als großflächige Platten

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realisiert, die als dickes Kompaktmaterial oder als Sandwich-Anordnung realisiert sind, damit die notwendige Festigkeit und Steifigkeit erreicht wird. Damit sind jedoch erhebliche nachteilige Auswirkungen auf die elektromagnetischen Eigenschaften des zu durchstrahlenden Bauteiles verbunden. Eine für den Einsatzfall Mobilfunk wesentliche Eigenschaft ist die Dämpfung der elektromagnetischen Wellen. Sie wird durch die Absorption im Material und die Reflexion an der Oberfläche der Bauteile hervorgerufen. Die Absorption ist von der Materialdicke abhängig und somit für die verwendeten dicken faserverstärkten Kunststoff-Bauteile hoch. Der Anteil der Reflexion an der Dämpfung wird stark vom Durchstrahlungswinkel, d.h. dem Winkel zwischen der Werkstoffober-flächennormalen (=Flächennormalen) und der Hauptstrahlrichtung der elektro-magnetischen Wellen, und deren Wellenlänge beeinflusst. Bei den v.g. bisher eingesetzten Werkstoffen und Bauteilen ist eine starke Erhöhung der Dämpfung bei größeren Durchstrahlungswinkeln zu verzeichnen. Interferenzen der Reflexionsanteile, vor allem beim Einsatz von Sandwich-Bauteilen, bewirken eine starke Änderung der Dämpfung als Funktion des Durchstrahlungswinkels und der Wellenlänge. Die geeignetste Form eines Bauteils ist somit nur für einen bestimmten Durchstrahlungswinkel mit einer bestimmten zugehörigen Wellenlänge erreichbar. Der Einsatz von Antennen mit großem Öffnungswinkel ist nur eingeschränkt möglich.

Von diesem Stand der Technik und seinen Mängeln ausgehend, liegt der Erfindung in Weiterentwicklung der v.g. DE 201 11 727.4 und DE 203 01 609.2 die Aufgabe zu Grunde, eine im wesentlichen aus plattenförmigen Verkleidungselementen aus faserverstärktem Kunststoff, die aus einer Matrix mit eingelagerten Verstärkungsfasern bestehen, selbsttragende Eigenschaften für das Ein- bzw. Ableiten von Kräften besitzen, solche gute funktechnischen Eigenschaften wie z.B. besonders geringe Dämpfung besitzten, dass sie ohne Einschränkungen oder Mängel in einem breiten Frequenzbereich, nämlich für Mobilfunkfrequenzen wie auch für Richtfunkfrequenzen einsetzbar sind, bestehende Verkleidungsanordnung zu schaffen. Die Verkleidungselemente sollen durch ihre Formgebung und den

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Aufbau des Laminates ohne Einschränkungen einsetzbar sein. Es besteht somit das Ziel der Erfindung, den funktechnischen Anspruch an die Verkleidung (aus der Sicht der Funktechnik) und den bautechnischen Anspruch aus der Sicht der Baustatik (z. B. Wind- und Eigenlast) sowie den gestalterischen Anspruch im Erscheinungsbild (Optik und Struktur) zu verbinden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgaben- und Zielstellung durch die kennzeichnenden Teile des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte technischen Lösung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 14.

Die vorteilhaften Wirkungen dieser erfindungsgemäßen technischen Lösung ergeben sich insbesondere dadurch, dass die faserverstärkten Kunststoff-Verkleidungs-Bauteile, insbesondere TECRYL®-Verkleidungs-Bauteile, durch die Formgebung bei verbesserter mechanischer Festigkeit dünner gehalten sind, als die bisher durch den Stand der Technik möglichen großflächigen Verkleidungs-Bauteile, wodurch der Absorptionsanteil der Dämpfung (Durchstrahlungsdämpfung) wesentlich sinkt und dadurch die funktechnische Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage wesentlich verbessert wird. Die gewölbte Formgebung der einzelnen Bauteile ermöglicht diese Verringerung der Materialdicke bei besseren mechanischen Eigenschaften.

An nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung in ihrer Raumform näher erläutert werden.

Die Figuren 1 bis 9 und 11 stellen Teile des Erfindungswesentlichen dar.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der erfindungsgemäßen großräumigen
Anordnung zur Verkleidung von Antennen

Fig. 1 a zeigt eine einzelne Verkleidungsplatte in tonnenschalenartiger Form
mit beidseitigem Anschnitt (Spiegel)

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Fig. 1aa zeigt eine einzelne Verkleidungsplatte in tonnenschalenartiger Form mit beidseitigem Anschnitt (Spiegel) mit weiteren Gestaltungsdetails

Fig. 1 b zeigt eine einzelne Verkleidungsplatte in walmdachartiger Ausbildung 5

Fig. 1c zeigt eine einzelne Verkleidungsplatte mit in 2 Ebenen paraboloid gewölbter Ausbildung

Fig. 2 zeigt eine Verbindungsstelle zwischen den Einzelplatten 10

Fig. 3 zeigt eine weitere Anordnungsvariante der Einzelplatten

Fig. 4 a und 4 b zeigen mögliche Eckverbindungen Fig. 5 zeigt einen Teil des Stützapparates

Fig. 6 zeigt Einzelheiten zum Stützapparat, so eine Stütze, einen Fuß und einen Schuh sowie eine Normal- (4) und eine Eckplatte (6)

Fig. 7 zeigt den Querschnitt einer Stütze mit Zug- und Druckgurt Fig. 8 zeigt eine mögliche Ausbildung eines Fußes

Fig. 9 zeigt eine mögliche Ausbildung eines Schuhes 25

Fig. 11 zeigt eine bogenförmige Gestaltung der Anordnung der Einzelelemente.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung wird als eine typische Variante aus einer Anzahl von möglichen Alternativen beschrieben.

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Die Anordnung zur Verkleidung einer Vielzahl von Antennen an einer großräumigen Antennenanlage besitzt eine mehrteilige, im Wesentlichen aus dem faserverstärkten Kunststoff TECRYL® bestehenden Stützstruktur aus

mehreren Stützen 1, Füssen 2 und Schuhen 3 sowie 3-dimensional gewölbten Einzelverkleidungsplatten in Form von Paneelen 4, die gleichfalls aus dem Werkstoff TECRYL® bestehen. Diese 3-dimensional geformten Paneele 4 aus diesem faserverstärkten Kunststoff sind nach außen gewölbt und tonnenschalenartig mit seitlichem Anschnitt (Spiegel) gestaltet. Die Überwölbung der Paneele 4 beträgt 10 % ihrer Breite. Die Überwölbung ist von den Rändern ausgehend auf ein für alle Paneele 4 gleiches Niveau geführt, wobei an den Rändern, die den Verbindungsflansch darstellen, ein Höhenversatz um die Dicke einer Platte zum niveaugleichen Fügen bzw. Paneelaufbau vorgesehen ist. Die Verbindungsflansche der Paneele 4 sind aus unidirektionalem Material ausgeführt, d.h. die Fasern in den Flanschen verlaufen vorwiegend in Längsrichtung. Im Weiteren sind die Paneele 4 überlappend angeordnet, indem die jeweils oben liegenden Paneelseiten eine vorspringende Fläche 5 aufweisen. Im vorliegenden Beispiel sind die horizontal verlaufenden Paneelreihen gemäß Fig. 1 jeweils in gleicher Lage an der Stützstruktur angeordnet. Alternativ könnten die horizontal verlaufenden Paneelreihen gemäß Fig. 3 zueinander versetzt angeordnet sein. Eine weitere Alternative bestünde darin, dass die Paneele 4 gem. Fig. 11 bogenförmig gestaltet sind, vorzugsweise zwischen der Horizontale und der Vertikalen verlaufend, wobei die Verbindungsflansche eine Kurve beschreiben, vorzugsweise viertelkreisbildend und dass dadurch die Zweckbestimmung einer selbsttragenden ohne Stützstruktur funktionierenden Verkleidung bestehend aus mehreren Paneelen erfüllt ist. Eckpaneele 6 sind so ausgeführt, dass beide in die Ecke einlaufenden gewölbten Kurven in der Ecke zusammengefügt (die Durchdringungslinie) und fugenlos verbunden sind. Im weiteren sind die Paneele 4 so ausgestaltet, dass Bereiche für Funkfelder ohne sie störende Stützen oder Hindernisse angeordnet sind. Die Stützen 1 haben selbst ein tragfähiges offenes und hier mit einer Abdeckplatte

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dann geschlossenes Profil, wobei sich der tragende Querschnitt nach oben verlaufend verjüngt und die Stütze 1 aus einem Druck- 1' und Zuggurt 1", deren Flächen parallel zu den Paneelen 4, die außen angeordnet ist, verläuft, sowie 2 Schubstegen 1'", die Druck- 1' und Zuggurt 1" verbinden, besteht. Der Druck- 1' und auch der Zuggurt 1" bestehen aus in ihrer Längsrichtung ausgerichteten Fasern 7. Im unteren Bereich der Stützen 1 sind ein Schuh 3 und ein Metallfuß 2 angeordnet, wobei der Schuh 3 mit dem Metallfuß 2 mittels Spindeln verbunden ist. Der Metallfuß 2 besitzt Flächen, die mit einer nichterfindungsgemäßen Tragekonstruktion verbunden sind. Druck- 1' und Zuggurt 1" weisen Flächen auf, die für Anschraubungen der Paneele 4 vorgesehen sind. Alternativ können die Paneele 4 so ausgeführt sein, dass die stirnseitigen Flansche der Paneele 4 auf einen Rahmen aus faserverstärkten Kunststoffen oder auf einen nichterfinderischen Rahmen, der vorzugsweise die zu verkleidende Fläche umschreibt und mittels einer ebenfalls nicht erfinderischen Abstützung gehalten wird, aufgesetzt sind. Weiterhin alternativ können die Paneele 4 senkrecht angeordnet sein.

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Claims (14)

1. Anordnung mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften zur Verkleidung von großräumigen Antennenanlagen, insbesondere für Mobilfunk- und zugleich für Richtfunkantennenanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass 3-dimensional gewölbte Einzelverkleidungsplatten in Form von Paneelen (4) aus faserverstärkten Kunststoffen an einer mehrteiligen, im Wesentlichen gleichfalls aus faserverstärkten Kunststoffen bestehenden Stützstruktur angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 3-dimensional geformten Paneele (4) nach außen gewölbt sind und dabei insbesondere walmdachförmig, tonnenschalenartig mit seitlichem Anschnitt (Spiegel), in 2 Ebenen paraboloid gewölbt oder in Kombination dieser Formen gestaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwölbung von den Rändern ausgehend auf ein für alle Paneele (4) gleiches Niveau geführt ist, wobei an den Rändern, die den Verbindungsflansch darstellen, ein Höhenversatz um die Dicke einer Platte zum niveaugleichen Fügen bzw. Paneelaufbau vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflansche der Paneele (4) vorzugsweise aus unidirektionalem Material ausgeführt sind, d. h. die Fasern vorwiegend in Längsrichtung in den Flanschen verlaufen.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (4) überlappend angeordnet sind, indem die jeweils oben liegenden Paneelseiten eine vorspringende Fläche (5) aufweisen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal verlaufenden Paneelreihen jeweils in gleicher Lage an der Stützstruktur angeordnet sind oder dass alternativ die horizontal verlaufenden Paneelreihen zueinander versetzt angeordnet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (4) alternativ bogenförmig gestaltet sind, vorzugsweise zwischen der Horizontale und der Vertikalen verlaufend, wobei die Verbindungsflansche eine Kurve beschreiben, vorzugsweise viertelkreisbildend und dass dadurch die Zweckbestimmung einer selbsttragenden ohne Stützstruktur funktionierenden Verkleidung bestehend aus mehreren Paneelen erfüllt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Eckpaneele (6) so ausgeführt sind, dass beide in die Ecke einlaufenden gewölbten Kurven in der Ecke zusammengefügt (die Durchdringungslinie) und fugenlos verbunden sind oder alternativ so gestaltet sind, dass sie eine Wölbung mit definiertem Radius aufweisen.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (4) so angeordnet und ausgestaltet sind, dass Funkfenster ohne sie störende Stützen oder Hindernisse angeordnet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur ausgestattet ist mit Stützen (1), die als tragfähiges offenes oder geschlossenes Profil ausgestaltet sind, wobei sich der tragende Querschnitt nach oben verlaufend verjüngt und die Stütze (1) aus einem Druck- (1') und Zuggurt (1"), deren Flächen parallel zur Paneele (4), die vorzugsweise außen angeordnet ist, verläuft, sowie 2 Schubstegen (1'''), die Druck- (1') und Zuggurt (1") verbinden, besteht.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Druck- (1') und Zuggurt (1") aus in ihrer Längsrichtung ausgerichteten Fasern (7) bestehen.

12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich der Stützen (1) ein Schuh (3) angeordnet ist, der mit einem Metallfuß (2) mittels Spindeln verbunden ist, wobei der Fuß (2) Flächen besitzt, die mit einer nichterfindungsgemäßen Tragekonstruktion verbunden sind.

13. Anordnung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass Druck- (1') und Zuggurt (1") Flächen aufweisen, die für Anschraubungen für die Paneele (4) vorgesehen sind.

14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (4) bei senkrechter Anordnung, bezogen auf deren Längsachse, alternativ so ausgeführt sind, dass die stirnseitigen Flansche der Paneele auf einen Rahmen aus faserverstärkten Kunststoffen oder einen nichterfinderischen Rahmen, der vorzugsweise die zu verkleidende Fläche umschreibt und mittels einer ebenfalls nicht erfinderischen Abstützung gehalten wird, aufgesetzt sind.