DE20311442U1

DE20311442U1 - Verkleidungselement mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften für Verkleidungen von Antennen und Antennenanlagen

Info

Publication number: DE20311442U1
Application number: DE20311442U
Authority: DE
Original assignee: MUGLER AG
Current assignee: MUGLER AG
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2013-07-25

Description

Dr. Horn Patentanwalt European Patent Attorney European Trademark Attorney

Gbm 37/03 ·) · ; . · · .·* . · · ·[ 24. Juli 2003

Beschreibung

Verkleidungselement mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften für Verkleidungen von Antennen und 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 Verkleidung aus einem Werkstoff aus Kunststoff mit speziellen für die Funk- und Hochfrequenztechnik geeigneten Eigenschaften für eine Antenne oder eine 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. Dabei erfolgte keine Optimierung bezüglich Form und Materialstärke. 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 optimierte Dämpfung bei hohen Durchstrahlungswinkeln 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 Standorten die faserverstärkten Kunststoffbauteile zum Teil als großflächige Platten 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

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Dr. Horn Patentanwalt European Patent Attorney European Trademark Attorney

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Eigenschaften des zu durchstrahlenden Bauteiles inklusive des Materials 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 &agr;, d.h. dem Winkel zwischen der Werkstoffober-flächennormalen (=Flächennormalen) und der Hauptstrahlrichtung der eiektro-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, plattenförmige Verkleidungselemente aus faserverstärktem Kunststoff für eine im Wesentlichen aus diesen Verkleidungselementen bestehende Antennenverkleidung zu schaffen. Diese Verkleidungselemente sollen solche gute funktechnische Eigenschaften, wie z.B. besonders geringe Dämpfung, dass sie ohne Einschränkungen oder Mängel in einem breiten Frequenzbereich, nämlich für Mobilfunkfrequenzen wie auch für Richtfunkfrequenzen, einsetzbar sind, haben. Diese Verkleidungselemente sollen durch ihre Formgebung und den 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

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Baustatik (&zgr;. 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 8.
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 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 an jeder einzelnen Stelle, soll heißen an jedem Einzelstandort einer beliebigen Antenne im Gesamtstandort, einen kleinen Durchstrahlungswinkel &agr; [Winkel zwischen der Werkstoffoberflächennormalen (=Flächennormalen) und der Hauptstrahlrichtung der elektromagnetischen Wellen], wodurch die mit diesem Winkel verbundene Reflexionsdämpfung der elektromagnetischen Wellen stark, z. B. um 50 %, reduziert wird. Durch den kleineren Bereich des Durchstrahlungswinkels kann auch die Frequenzabhängigkeit der Dämpfung gering gehalten werden. Gleichfalls ist durch die erfindungsgemäße Anordnung die Streustrahlung in den Rückraum klein bzw. in definierter Größe und Form gehalten.

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

Die Figuren 1 bis 6 sowie 10 und 11 stellen Teile des Erfindungswesentlichen dar.

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

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

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

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

Fig. 2 zeigt eine Verkleidungsplatte mit Änderung der Materialdicke

Fig. 3 zeigt eine Verkleidungsplatte mit unterschiedlichen Wölbungsradien

Fig. 4 a und 4 b zeigen mögliche Eckverbindungen 20

Fig. 5 zeigt eine mögliche Verbindung der Einzelplatten

Fig. 6 zeigt den Höhenunterschiedsausgleich an den Flanschen

Fig. 10 zeigt die Winkelverhältnisse an einer möglichen ebenen und an einer erfindungsgemäßen Einzelplatte

Fig. 11 zeigt eine bogenförmige Gestaltung der Anordnung der

Einzelelemente.
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Ausführungsbeispiel:

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

Das 3-dimensional geformte Paneel 4 ist nach außen gewölbt und tonnenschalenartig mit seitlichem Anschnitt (Spiegel) gestaltet. Die Wölbung des Paneels 4 ist mit zwei verschiedenen Radien, einem etwas kleineren für die Innenoberfläche und einen etwas größeren für die Außenoberfläche ausgestaltet, wodurch gem. Fig. 2 verschiedene Paneeldicken, beispielhaft in Fig. 2 mit ä^ und d₂ bezeichnet, entstehen. Die Überwölbung des Paneels 4 beträgt 10 % seiner Breite. Dies garantiert, dass das Paneele 4 eine verringerte Reflexion, damit der Reflexionsdämpfung, der Funkwellen um 50 % bewirkt. 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, Fig. 6. Im Weiteren ist das Paneel 4 überlappend vorgesehen, indem die jeweils oben liegende Paneelseite eine vorspringende Fläche 5 aufweist. 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. Das Eckpaneel 6 ist vorzugsweise mit einem Radius gem. Fig. 4 b ausgeführt, kann aber alternativ auch so ausgeführt sein, dass gem. Fig. 4 a beide in die Ecke einlaufenden gewölbten Kurven in der Ecke zusammengefügt (die Durchdringungslinie) und fugenlos verbunden sind. Im weiteren können die Paneele 4 so ausgestaltet sein, dass diese durchlässige Bereiche für Funkfelder bilden. Die Befestigungsflansche gem. Fig. 5 können zur Eingrenzung des Durchstrahlungsbereiches genutzt werden.

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Claims

1. Verkleidungselement mit verbesserten elektromagnetischen Eigenschaften für Verkleidungen von Antennen und Antennenanlagen, insbesondere für Mobilfunk- und zugleich für Richtfunkantennen- Anlagen, dadurch gekennzeichnet, dass es als 3-dimensional gewölbte Verkleidungsplatte in Form von Paneelen (4) mit spezieller Formgebung, bestehend aus faserverstärkten Kunststoffen, ausgebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 3-dimensional geformten Paneele (4) nach außengewölbt 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, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke einer verringerten Reflexion der Funkwellen die Paneele (4) so gewölbt sind, dass dadurch ein kleiner Durchstrahlungswinkel α gegeben ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwölbung der Paneele (4) 5 bis 15% ihrer Breite beträgt und dass die Überwölbung bei der gemeinsamen Anordnung der Paneele (4), 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.

5. 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.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbungen der Innen- und Außenseiten der Paneele (4) so ausgestaltet sind, dass sie jeweils einen anderen Radius besitzen, die Radien der Wölbungen zu den Rändern des Paneels (4) in ihren Verläufen verändert sind oder die Paneele (4) auf andere Weise unterschiedliche Dicken d₁ und d₂ aufweisen.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Bereiche des Paneels (4) so ausgeführt sind, dass sie eine hohe Dämpfung aufweisen und damit die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen begrenzen.

8. 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.