EP1548874A1 - Blitzschutz für Antennenanlagen - Google Patents

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EP1548874A1
EP1548874A1 EP04016127A EP04016127A EP1548874A1 EP 1548874 A1 EP1548874 A1 EP 1548874A1 EP 04016127 A EP04016127 A EP 04016127A EP 04016127 A EP04016127 A EP 04016127A EP 1548874 A1 EP1548874 A1 EP 1548874A1
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EP
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lightning
lightning protection
protection according
helical
radiator
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EP04016127A
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EP1548874B1 (de
Inventor
Hermann Zehetner
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Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors

Definitions

  • the invention relates to a lightning protection for antenna systems according to the preamble of claim 1.
  • radiator and radiator structures surrounding cylindrical Housed protective housing.
  • These are a permeable to electromagnetic radiation Housing, which usually consists of one with glass fibers reinforced plastic (GRP) is formed.
  • GRP glass fibers reinforced plastic
  • Typical dimensions of such cylinders for broadcast transmitters be a diameter of 0.3 m to 4 m and more.
  • the height of such cylindrical protective housing may well have values of 20 m to 30 m.
  • the lightning protection consists of a lightning catcher at the upper end of the cylindrical protective housing.
  • lightning rods or general Lightning arrestors offset in the circumferential direction arranged, e.g. in the form of straight line ends, those with radially and vertically upwards Project component outwards and end freely.
  • lightning baskets where respectively two diametrically opposed and outward extending, in itself free ends of metallic rods via a semicircular electrical connection line or metal rod connected together, resulting in a basket-like design results.
  • Lightning conductors can be the lightning current from the lightning catcher on Mass are derived. At the same time are such Lightning rod also suitable, the entire antenna arrangement to protect against lateral impacts.
  • the antenna system includes transmitting antennas with horizontally polarized radiators (for example horizontally polarized dipole radiators or slot radiators etc.), so the influence of the lightning conductor in general due to the polarization decoupling very low.
  • horizontally polarized radiators for example horizontally polarized dipole radiators or slot radiators etc.
  • the radiation pattern becomes vertical polarized transmitting antenna by a lightning rod strongly influenced. This applies in principle even if alternatively and additionally receiving antennas are provided.
  • a clear improvement in the radiation characteristics in particular for vertically polarized antennas and transmitting antennas can be realized by the fact that the lightning rods or the lightning arrester structure is designed such that the lightning conductor lines preferably along a Spiral run from top to bottom and the antenna with the radiators and radiator structures therein surround. At least two are preferably offset by 180 ° provided to each other lying coil, which are preferred are mounted on the GRP cylinder.
  • the lightning arrester devices serve simultaneously as lightning devices.
  • a lightning arrester structure formed in this way can be of Home also used with spotlights or spotlights be, for example, in horizontal polarization send or receive.
  • one such lightning rod structure benefits even then if the transmitter initially only emitters or radiator structures should include with horizontal polarization. Because even with a subsequent retrofitting of the antenna system with vertical radiators or radiator structures this has the advantage that the lightning rod structure can be left unchanged, since when using the Lightning arrester structure according to the invention optionally retrofitted vertically polarized antenna elements in terms of their electrical characteristic Transmitting and receiving properties are not adversely affected become.
  • the slope of the helix or helical at a distance to Antenna around these lightning arrester structures can with respect to the slope and / or the number of Spirals vary greatly.
  • the training is preferred such that at least each vertical strip on the in usually provided cylindrical protective enclosure the antenna mast system at least once from the helix, helical or diagonal lightning conductor structure or lightning rod line is crossed.
  • the pitch of the helical structure in vary widely and for example preferred more than 20 ° and less than 87 °. Preferred are Angular ranges between 40 ° to 70 °.
  • Figure 1 is a schematic side view of an antenna system shown with a lightning protection device.
  • the antenna system includes a vertically oriented supporting structure 1, on which in the vertical direction one above the other and circumferentially offset one Variety of radiators 3 and 3 radiator structures for Transmission and / or reception are arranged.
  • Such Antenna system can, for example, as a television and / or Broadcast antenna system serve, for example, in the so-called Band III operates (174 MHz to 230 MHz) and / or for example in band IV and V (470 MHz to 860 MHz). Additionally or alternatively, the transmitter in the FM area send and receive, so for example in the 88th to 108 MHz range.
  • the entire supporting structure 1 with the spotlights and Radiator structures 3 is in the illustrated embodiment arranged in a cylindrical protective housing 5 and thus protected against environmental influences. It is about while a permeable to electromagnetic radiation Protective housing, usually a GRP housing.
  • the bearing Structure 1 can essentially by the cylindrical protective housing 5 may be formed, which in Vertical distance includes crossbars inside. At the Protective cladding can then project prominently inside Be attached spotlights and radiator structures. alternative or in addition, but can also inside the protective cover 5 mast-shaped belonging to the support structure facilities be provided, for example, steel beams, to which then the spotlights and radiator structures like but also the protective covering in addition to attached or connected with it.
  • Lightning catcher 9 In the upper front end 5 'of the protective housing is a so-called Lightning catcher 9 is provided. This includes one conductive, placed on the front end 5 'of the protective housing 5 End cover 11, on which in the circumferential direction offset lying with vertical and horizontal Component radially outwardly projecting lightning rods 11a are arranged, which via one or more connecting them annular lines 11b electrically conductive connected, which also provides a mechanical support the lightning rods 11a is ensured. Preferred are two diagonally opposite ends of the mentioned Lightning rods 11a by means of convexly upwardly projecting connected semicircular line sections 11c, whereby one formed in the manner of an inverted basket Structure yields, which is why this arrangement also Lightning catcher is called.
  • FIG. 1 and 2 are on the outer circumference of the protective housing 5 with the lightning catcher 9 a ground potential 15 at the antenna 1 'connecting Lightning derivatives 17 provided.
  • These lightning conductors 17 exist in the embodiment of Figure 1 of two offset by 180 ° to each other lying helical or helical Lightning derivatives 17, in the embodiment shown according to Figure 1, the cylindrical protective housing 5, for example, at least once from the top to run around below.
  • FIG. 2 is a perspective view of this Lightning conductor structure without antenna mast and spotlight or Radiator structures and reproduced without lightning 9.
  • Figure 3 is the side view of the cylindrical Protective housing 5 reproduced in unwound representation.
  • the individual lightning conductors include a pitch angle ⁇ with respect to the horizontal.
  • the slopes of the individual lightning conductors can be quite on the order of a few Meters are.
  • the pitch angle ⁇ may therefore be preferred Values between 20 ° to 87 ° from the horizontal in particular values between preferably 40 ° up to 70 °.
  • a einlnlige lightning rod structure to get voted. It should be based on the Total height of the protective housing the arrangement be such that the at least one spiral formation of the derivative 17 over the entire length of the protective housing 5 the Antenna mast with the radiator and radiator structures at least once revolves, preferably several times.
  • helix or the helix 17 left or right around are formed running, can be chosen arbitrarily.
  • the lightning discharge for example clockwise, preferably on the protective housing. 5 is arranged circumferentially and then at a certain height in an opposite helical or spiral structure passes. If such a change occurs more frequently, it may be from a Zigzag structure are spoken, as for example is explained with reference to Figure 6 and 7.
  • the Lightning arrester but also from top to bottom sinusoidal be designed to run. Also mixed forms between a sinusoidal and a zigzag structure are conceivable.
  • the lightning conductors have a double function. They serve for a lightning discharge and on the other hand, a protection against lateral impacts Offer. They are therefore also common in the literature referred to as a catch ladder.
  • Figure 7 or for example with sinusoidal or rather sinusoidal lightning discharges are generally preferred not just two, but three or four such derivatives be provided. Due to the appropriate design increases the protection range. The smallest distance between two adjacent capture lines should be there preferably less than 4 m.

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  • Details Of Aerials (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Ein verbesserter Blitzschutz für Antennenanlagen zeichnet sich unter anderem durch folgende Merkmale aus: es ist eine Blitzschutzeinrichtung vorgesehen, die Blitzschutzeinrichtung umfasst von oben nach unten verlaufende Blitzableitungen (17), die vorzugsweise mit dem Schutzgehäuse (5) mechanisch verbunden sind, die zumindest eine von oben nach unten verlaufende Blitzableitung (17) ist von der Vertikalen abweichend so ausgerichtet, dass die Blitzableitung oder einzelne Abschnitte davon in Seitenbetrachtung winklig gegenüber der Vertikalrichtung ausgerichtet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Blitzschutz für Antennenanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Um derartige Antennenanlagen vor Witterungs- und Umwelteinflüssen zu schützen, werden sie üblicherweise in einem die Strahler und Strahlerstrukturen umgebenden zylinderförmigen Schutzgehäuse untergebracht. Es handelt sich dabei um ein für elektromagnetische Strahlen durchlässiges Gehäuse, welches üblicherweise aus einem mit Glasfasern verstärktem Kunststoff (GFK) gebildet ist.
Typische Abmessungen solcher Zylinder für Rundfunksendeantennen betragen einen Durchmesser von 0,3 m bis 4 m und mehr. Die Höhe derartiger zylinderförmiger Schutzgehäuse kann durchaus Werte von 20 m bis 30 m aufweisen.
Im Allgemeinen besteht der Blitzschutz aus einem Blitzfangkorb am oberen Ende des zylinderförmigen Schutzgehäuses. Häufig sind dazu mehrere Blitzfangstangen oder allgemein Blitzfangeinrichtungen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, z.B. in Form gerade verlaufender Leitungsenden, die mit radial und vertikal nach oben gerichteter Komponente nach außen vorstehen und frei enden. Möglich sind aber auch sogenannte Blitzfangkörbe, bei denen jeweils zwei diametral gegenüberliegende und nach außen verlaufende, an sich freien Enden von metallischen Stäben über eine halbkreisförmige elektrische Verbindungsleitung oder Metallstab miteinander verbunden sind, wodurch sich eine korbartige Gestaltung ergibt.
Der so gebildete Blitzfangkorb ist dann mit mehreren in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Blitzableitungen verbunden, die am Außenumfang des Zylinders in Vertikalrichtung nach unten zum Zylinderfuß verlaufen, wo sie mit dem Massepotential verbunden werden. Durch so gebildete Blitzableiter kann der Blitzstrom vom Blitzfangkorb auf Masse abgeleitet werden. Gleichzeitig sind derartige Blitzableiter auch geeignet, die gesamte Antennenanordnung gegen seitliche Einschläge zu schützen.
Allerdings beeinflussen alle metallischen Gebilde innerund außerhalb des Schutz-Zylinders die elektrischen Eigenschaften der Antennenanordnung.
Umfasst beispielsweise die Antennenanlage Sendeantennen mit horizontal polarisierten Strahlern (beispielsweise horizontal polarisierte Dipolstrahler oder Schlitz-Strahler etc.), so ist der Einfluss des Blitzableiters im Allgemeinen durch die Polarisationsentkopplung sehr gering.
Demgegenüber wird jedoch das Strahlungsdiagramm vertikal polarisierter Sendeantennen durch einen Blitzableiter stark beeinflusst. Dies gilt grundsätzlich auch dann, wenn alternativ und ergänzend Empfangsantennen vorgesehen sind.
Von daher ist bereits vorgeschlagen worden, auf einen derartigen vorstehend geschilderten Blitzableiter im Strahlungsfeld der Antenne zu verzichten. Dies erfordert dann jedoch, dass der gegebenenfalls über den Blitzfangkorb eingefangene Blitzstrom innerhalb der Antennenstruktur im Zylinder abgeleitet wird, indem beispielsweise Blitzableiter-Leitungen durch eine Bohrung im Schutzzylinder in das Innere der Antennenanordnung hineingeführt werden, um dort mit elektrisch leitenden Tragsystemen verbunden zu werden. Darüber kann beim Blitzeinschlag der Strom nach unten auf Massepotential geführt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, einen verbesserten und gleichwohl einfach aufgebauten Blitzschutz für Antennenanlagen zu schaffen, die in der Regel von einem für elektromagnetische Strahlen durchlässigen Schutzgehäuse umgeben sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine deutliche Verbesserung der Strahlungscharakteristik insbesondere für vertikal polarisierte Antennen und Sendeantennen lässt sich dadurch realisieren, dass die Blitzableiter bzw. die Blitzableiterstruktur so gestaltet ist, dass die Blitzableiter-Leitungen bevorzugt entlang einer Wendel von oben nach unten verlaufen und dabei die Antenne mit den darin befindlichen Strahler und Strahlerstrukturen umgeben. Bevorzugt sind dabei zumindest zwei um 180° versetzt zueinander liegende Wendel vorgesehen, die bevorzugt auf dem GFK-Zylinder angebracht sind. Durch die von der Vertikalrichtung abweichende Ausrichtung der Blitzableiter-Bahnen oder Blitzableiter-Leitungen kann eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaft der Sendeantenne vermieden werden, wenn diese insbesondere Strahler und Strahlerstrukturen mit vertikaler Polarisation umfassen. Die Blitzableiter-Einrichtungen dienen dabei gleichzeitig als Blitzfangeinrichtungen.
Eine so gebildete Blitzableiter-Struktur kann aber von Hause aus auch bei Strahler oder Strahlerelementen verwendet werden, die beispielsweise in horizontaler Polarisation senden oder empfangen. Mit anderen Worten weist eine derartige Blitzableiter-Struktur Vorteile auch dann auf, wenn die Sendeanlage zunächst nur Strahler oder Strahlerstrukturen mit horizontaler Polarisation umfassen sollte. Denn auch bei einem nachträglichen Nachrüsten der Antennenanlage mit vertikalen Strahlern oder Strahlerstrukturen hat dies den Vorteil, dass die Blitzableiter-Struktur unverändert belassen werden kann, da bei Verwendung der erfindungsgemäßen Blitzableiter-Struktur die gegebenenfalls nachgerüsteten vertikal polarisierten Antennenelemente bezüglich ihrer elektrischen charakteristischen Sende- und Empfangseigenschaften nicht nachteilig beeinflusst werden.
Die Steigung der helix- oder wendelförmig im Abstand zur Antenne um diese herum verlaufenden Blitzableiterstrukturen können bezüglich der Steigung und/oder der Anzahl der Wendeln stark variieren. Bevorzugt ist die Ausbildung derart, dass zumindest jeder vertikale Streifen auf der in der Regel vorgesehenen zylinderförmigen Schutzumhüllung der Antennenmastanlage zumindest einmal von der helix-, wendel- bzw. diagonalförmig verlaufenden Blitzableiter-Struktur oder Blitzableiter-Leitung gekreuzt wird. Mit anderen Worten kann die Steigung der Wendelstruktur in weiten Bereichen schwanken und beispielsweise bevorzugt mehr als 20° und weniger als 87° aufweisen. Bevorzugt sind Winkelbereiche zwischen 40° bis 70°. Dabei ist die Steigung der Wendel im Verhältnis zur Anzahl der in Umfangsrichtung versetzt liegenden Wendelanordnung zu sehen, da bei zunehmend dichterer Blitzableiter-Struktur letztlich eine zunehmende Abschirmung der Strahler und Strahlerelemente am Antennenmast verursacht werden könnte (faradayischer Effekt). Letztlich ist ein Optimum zu wählen, welches berücksichtigt, dass die Blitzableitung einerseits möglichst kurz von oben nach unten zum Massepotential verlaufen soll (also möglichst senkrecht), und andererseits die Masseableitung ausreichend gegenüber der Vertikalen geneigt ausgerichtet sein soll, um ein möglichst gutes Strahlungsdiagramm zu erhalten.
Der Vollständigkeit halber wird auch angemerkt, dass die gegenüber der Vertikalen geneigt verlaufenden Blitzableiter-Ableitungen, die nicht nur mit einer Vertikalkomponente sondern auch mit einer überlagerten Horizontalkomponente ausgerichtet sind, nicht im Sinne einer fortlaufenden Wendel oder Helix von oben nach unten verlaufend angeordnet sein müssen. Vielmehr ist es möglich, dass die Blitzableiter-Leitungen beispielsweise in Seitenansicht auf den Antennenmast bzw. in Seitenansicht auf die den Antennenmast und die Strahler umgebenden bevorzugt zylinderförmigen Schutzumhüllung, beispielsweise zickzack-förmig von oben nach unten verlaufend angeordnet sind. Entscheidend im Sinne der Erfindung ist lediglich, dass einzelne, zur Blitzableiter-Struktur gehörende elektrische Leitungen und Ableitungen nicht exakt vertikal ausgerichtet sind, sondern bei Seitenbetrachtung so ausgerichtet sind, dass sich deren Positionierung als Überlagerung einer vertikalen und horizontalen Komponente ergibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1:
eine schematische Seitenansicht einer Antennenanlage mit einem Antennenmast und einem zylinderförmigen GFK-Schutzgehäuse mit oben angeordnetem Blitzfangkorb und zwei helixförmigen Blitzableitungen;
Figur 2:
eine perspektivische Darstellung der Blitzableiter-Strukturen in dreidimensionaler Wiedergabe mit zwei wendelförmigen Blitzableitern;
Figur 3:
eine Abwicklung des in Figur 1 und 2 wiedergegebenen zylinderförmigen Schutzmantels lediglich in einer Teilhöhe mit den darauf befindlichen Blitzableitungen entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2;
Figur 4:
ein zu Figur 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel in abgewickelter Seitendarstellung im Falle von drei versetzt zueinander angeordneten helixförmigen Blitzableitungen;
Figur 5:
ein zu Figur 4 abgewandeltes Ausführungsbeispiel in abgewickelter Seitenansicht, bei welchem vier Ableitungen mit größerem Steigungswinkel verwendet werden;
Figur 6:
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit zickzackförmig von oben nach unten verlaufenden Blitzableitungen, wo jeweils benachbarte Blitzableitungen symmetrisch zueinander angeordnet sind; und
Figur 7:
ein zu Figur 6 abgewandeltes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht bei abgewickelter Schutzumhüllung mit darauf verlaufenden Blitzableitungen, wobei die Blitzableitungen ebenfalls zickzackförmig vorgesehen sind, allerdings dabei gleich ausgerichtet sind (also in gleicher Höhenlage gleich ausgerichtet sind).
In Figur 1 ist in schematischer Seitenansicht eine Antennenanlage mit einer Blitzschutzeinrichtung gezeigt.
Die Antennenanlage umfasst eine vertikal ausgerichtete tragende Struktur 1, an welchem in Vertikalrichtung übereinander und in Umfangsrichtung versetzt liegend eine Vielzahl von Strahlern 3 und Strahlerstrukturen 3 zum Senden und/oder Empfangen angeordnet sind. Eine derartige Antennenanlage kann beispielsweise als Fernseh- und/oder Rundfunkantennenanlage dienen, die beispielsweise im sogenannten Band III arbeitet (174 MHz bis 230 MHz) und/oder beispielsweise im Band IV und V (470 MHz bis 860 MHz). Zusätzlich oder alternativ kann die Sendeanlage im FM-Bereich senden und empfangen, also beispielsweise im 88 bis 108 MHz-Bereich.
Die gesamte tragende Struktur 1 mit den Strahlern und Strahlerstrukturen 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem zylinderförmigen Schutzgehäuse 5 angeordnet und dadurch vor Umwelteinflüssen geschützt. Es handelt sich dabei um ein für elektromagnetische Strahlen durchlässiges Schutzgehäuse, in der Regel um ein GFK-Gehäuse. Die tragende Struktur 1 kann dabei im Wesentlichen durch das zylinderförmige Schutzgehäuse 5 gebildet sein, welches im Vertikalabstand Quertraversen im Inneren umfasst. An der Schutzumhüllung können dann nach innen vorstehend die Strahler und Strahlerstrukturen befestigt sein. Alternativ oder ergänzend können aber auch im Inneren der Schutzumhüllung 5 mastförmige zur Tragstruktur gehörende Einrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise Stahlträger, an denen dann die Strahler und Strahlerstrukturen wie aber auch die Schutzumhüllung ergänzend mit angebracht bzw. damit verbunden ist.
Im oberen Stirnende 5' des Schutzgehäuses ist ein sogenannter Blitzfangkorb 9 vorgesehen. Dieser umfasst einen leitenden, auf das Stirnende 5' des Schutzgehäuses 5 aufgesetzten Abschlussdeckel 11, auf welchem in Umfangsrichtung versetzt liegend mit vertikaler und horizontaler Komponente nach außen radial vorstehende Blitzfangstäbe 11a angeordnet sind, die über eine oder mehrere sie verbindende ringförmige Leitungen 11b elektrisch leitend verbunden sind, wodurch auch eine mechanische Abstützung der Blitzfangstäbe 11a gewährleistet wird. Bevorzugt sind jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Enden der erwähnten Blitzfangstäbe 11a mittels konvex nach oben vorstehenden halbkreisförmigen Leitungsabschnitten 11c verbunden, wodurch sich eine nach Art eines umgekehrten Korbes gebildete Struktur ergibt, weshalb diese Anordnung auch Blitzfangkorb genannt wird.
Gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 sind am Außenumfang des Schutzgehäuses 5 den Blitzfangkorb 9 mit einem Massepotential 15 am Antennenfuß 1' verbindende Blitzableitungen 17 vorgesehen. Diese Blitzableitungen 17 bestehen bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 aus zwei um 180° versetzt zueinander liegenden helix- oder wendelförmigen Blitzableitungen 17, die im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 das zylinderförmige Schutzgehäuse 5 beispielsweise zumindest einmal von oben nach unten umlaufen.
In Figur 2 ist in perspektivischer Darstellung diese Blitzableiter-Struktur ohne Antennenmast und Strahler bzw. Strahlerstrukturen und ohne Blitzfangkorb 9 wiedergegeben.
In Figur 3 ist dabei die Seitenansicht des zylinderförmigen Schutzgehäuses 5 in abgewickelter Darstellung wiedergegeben.
Daraus ist zu ersehen, dass die einzelnen Blitzableitungen einen Steigungswinkel α gegenüber der Horizontalen einschließen. Die Steigungen der einzelnen Blitzableitungen können dabei durchaus in der Größenordnung von einigen Metern liegen. Der Steigungswinkel α kann von daher bevorzugt Werte zwischen 20° bis 87° gegenüber der Horizontalen aufweisen, insbesondere Werte zwischen vorzugsweise 40° bis 70°.
Grundsätzlich kann auch eine einwendlige Blitzableiter-Struktur gewählt werden. Dabei sollte bezogen auf die Gesamthöhe des Schutzgehäuses die Anordnung derart sein, dass die zumindest eine spiralförmige Ausbildung der Ableitung 17 über die Gesamtlänge des Schutzgehäuses 5 den Antennenmast mit den Strahler und Strahlerstrukturen zumindest einmal umläuft, vorzugsweise mehrfach.
Anhand von Figur 4 ist lediglich gezeigt, dass beispielsweise auch drei um 120° versetzt zueinander liegende, insgesamt wendelförmig angeordnete Blitzableitungen 17 vorgesehen sein können. Die Anzahl kann grundsätzlich beliebig sein, wobei lediglich darauf zu achten ist, dass bei zunehmend höherer Anzahl der Blitzableitungen in der Regel der Steigungswinkel gegenüber der Horizontalen größer gewählt werden sollte, um nicht eine zu dichte Gesamtbelegung des Außenumfanges des Schutzgehäuses 5 mit Blitzableitungen zu erhalten, so dass dann bei zunehmend stärkerer Belegungsdichte eine Abschirmung der Antennenstrahler durch den sogenannten faradayischen Effekt verursacht wird. Von daher ist in Figur 5 eine Blitzableiter-Struktur mit vier in Umfangsrichtung versetzt liegenden Blitzableitungen 17 gezeigt, deren Steigungswinkel α beispielsweise steiler ist als bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 und 4 und etwa 45° beträgt.
Ob die Wendel oder die Wendeln 17 links oder rechts herum verlaufend ausgebildet sind, kann beliebig gewählt werden.
Anhand von Figur 6 ist bezüglich des in Seitenbetrachtung nach Art einer Abwicklung wiedergegebenen Schutzgehäuses dargestellt, dass die Blitzableitungen 17 grundsätzlich nicht über die gesamte Höhe wendel- oder helixförmig oder dergleichen verlaufend ausgebildet sein müssen, sondern nur abschnittsweise so gestaltet sein sollten. Von daher kann sich in Seitenbetrachtung auch eine mehr zickzackförmige Ableitungsstruktur ergeben. Im Sinne der Erfindung ist vor allem wichtig, dass über längere Wegstrecken exakt vertikal verlaufende Leitungsabschnitte für die Blitzableitung vermieden werden, da hierdurch die Sende- und Empfangseigenschaften von vertikal polarisierten Strahlern und Strahlerelementen verschlechtert werden.
Ebenso ist es möglich, dass die Blitzableitung beispielsweise rechtsdrehend, vorzugsweise auf dem Schutzgehäuse 5 umlaufend angeordnet ist und dann in einer bestimmten Höhe in eine gegensinnige Helix- oder Wendelstruktur übergeht. Erfolgt ein derartiger Wechsel häufiger, so kann von einer Zickzack-Struktur gesprochen werden, wie dies beispielsweise anhand von Figur 6 und 7 erläutert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist dabei die erste Blitzableitung 17a von oben nach unten zickzackförmig gestaltet. Das Gleiche gilt für die Blitzableitung 17b, 17c und 17d.
Dabei sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 vier von oben nach unten führende Ableitungen 17a bis 17d gezeigt, die jeweils paarweise gegensinnig ausgerichtet sind, wobei sie sich an ihren aufeinander zu weisenden Koppelstellen 107 berühren. Das Ausführungsbeispiel ist also so gewählt, als ob eine rechtsdrehende und eine linksdrehende Wendel (hier mit gleicher Steigung) vorgesehen sind, die sich jeweils an den Koppelstellen 107 berühren.
Grundsätzlich ergibt sich dadurch auch eine Blitzableitung, die von oben nach unten verlaufend zickzackförmig beschrieben werden könnte. Dabei könnten die zickzackförmigen Ableitungen an ihren Koppelstellen auch getrennt und seitlich weiter auseinander liegend angeordnet werden.
Dies ist vom Prinzip her anhand von Figur 7 erläutert, bei welchem jedoch abweichend von Figur 6 die Anordnungen gleichsinnig ausgerichtet sind. Insbesondere bietet sich dann auch an, wie dies anhand von Figur 7 gezeigt ist, dass sich die einzelnen Strukturen 17a bis 17d nicht überlappen, so dass in einem gedachten Vertikalstreifen 105 jeweils ein Abschnitt zu liegen kommt, in welchem keine Blitzableitungsstrukturen vorgesehen sind.
Abweichend von der Darstellung gemäß Figur 7 könnten die Blitzableiter aber auch von oben nach unten sinusförmig verlaufend ausgebildet sein. Auch Mischformen zwischen einer sinusförmigen und einer zickzackförmigen Struktur sind denkbar. Dabei haben die Blitzableiter eine Doppelfunktion. Sie dienen zum einen der Blitzableitung und sollen zum anderen einen Schutz vor seitlichen Einschlägen bieten. Sie werden von daher in der Literatur häufig auch als Fangleiter bezeichnet.
In der Praxis werden bei einer Ausführungsform entsprechend Figur 7 oder beispielsweise mit sinusförmigen oder eher sinusförmigen Blitzableitungen in der Regel bevorzugt nicht nur zwei, sondern drei oder vier derartiger Ableitungen vorgesehen sein. Durch die entsprechende Ausgestaltung erhöht sich der Schutzbereich. Der kleinste Abstand zwischen zwei benachbarten Fangleitungen sollte dabei bevorzugt kleiner als 4 m sein.

Claims (11)

  1. Blitzschutz für Antennenanlagen, mit mehreren in Vertikalrichtung versetzt liegenden Strahler und Strahleranordnungen (3), wobei vorzugsweise ein die Strahler oder Strahlerstrukturen (3') umgebendes, vorzugsweise zylinderförmiges Schutzgehäuse (5) aus für elektromagnetische Strahlen durchlässigem Material vorgesehen ist, und mit einer tragenden Struktur (1), die vorzugsweise ein Schutzgehäuse (5) oder eine vorzugsweise das Schutzgehäuse (5) umfassende mastförmige Antennentrageinrichtung aufweist, mit folgenden Merkmalen:
    es ist eine Blitzschutzeinrichtung vorgesehen,
    die Blitzschutzeinrichtung umfasst von oben nach unten verlaufende Blitzableitungen (17), die vorzugsweise mit dem Schutzgehäuse (5) mechanisch verbunden sind,
    gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
    die zumindest eine von oben nach unten verlaufende Blitzableitung (17) ist von der Vertikalen abweichend so ausgerichtet, dass die Blitzableitung oder einzelne Abschnitte davon in Seitenbetrachtung winklig gegenüber der Vertikalrichtung ausgerichtet sind.
  2. Blitzschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine helix-, wendel- oder schraubenförmig verlaufende Blitzableitung (17) vorgesehen ist.
  3. Blitzschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei um 180° versetzt zueinander liegende helix-, wendel- oder schraubenförmige Blitzableitungen (17) vorgesehen sind.
  4. Blitzschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blitzableitungen (17) in axialer Draufsicht spiralförmig ausgebildet sind und sich dabei über eine axiale Höhe erstrecken.
  5. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Blitzableitung (17) vorgesehen ist, die in Seitenbetrachtung von oben nach unten verlaufend von einer rechtsdrehenden in eine linksdrehende Helix-, Wendel- oder Schraubenstruktur oder umgekehrt übergeht.
  6. Blitzschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Blitzableitung (17) vorgesehen ist, die in Seitenansicht von oben nach unten zickzackförmig oder sinusförmig oder eine Mischform davon von oben nach unten hin und her verlaufend ausgebildet ist.
  7. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blitzableitung oder Abschnitte davon in einem Steigungswinkel α angeordnet sind, der größer als 20° und kleiner als 87° ist, vorzugsweise größer als 40° und kleiner als 70°.
  8. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser bei Antennenanlagen vorgesehen ist, die horizontal polarisierte Strahler und Strahlerstrukturen (3) umfassen.
  9. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser bei Antennenanlagen vorgesehen ist, die horizontal polarisierte Strahleranordnung, vertikal polarisierte Strahleranordnungen und/oder zirkular polarisierte Strahleranordnungen (3) umfassen.
  10. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zickzack- und/oder sinusförmig oder in sonstiger Weise von oben nach unten hin und her verlaufende Blitzableitung (17) in Umgangsrichtung der Antennenanordnung zumindest zweifach, vorzugsweise dreioder vierfach versetzt zueinander angeordnet ist.
  11. Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanlage Strahler und Strahlerstrukturen umfasst, die insbesondere für den DVB-T-Betrieb vorgesehen sind.
EP04016127A 2003-12-23 2004-07-08 Blitzschutz für Antennenanlagen Expired - Lifetime EP1548874B1 (de)

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DE20319983U DE20319983U1 (de) 2003-12-23 2003-12-23 Blitzschutz für Antennenanlagen

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EP1548874A1 true EP1548874A1 (de) 2005-06-29
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AT (1) ATE377262T1 (de)
AU (1) AU2004205190B2 (de)
DE (2) DE20319983U1 (de)
ES (1) ES2294401T3 (de)
SI (1) SI1548874T1 (de)

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