DE20319983U1 - Lightning protection for antenna systems - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

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.Lightning protection for antenna systems, with a plurality of vertically offset radiators and radiator arrangements (3), wherein preferably a the radiator or radiator structures (3 ') surrounding, preferably cylindrical protective housing (5) is provided from permeable to electromagnetic radiation material, and having a supporting structure (1), which preferably has a protective housing (5) or a mast-shaped antenna support device preferably comprising the protective housing (5), with the following features:
- a lightning protection device is provided,
- The lightning protection device comprises from top to bottom extending lightning conductors (17), which are preferably mechanically connected to the protective housing (5),
characterized by the following further features:
- The at least one extending from top to bottom lightning discharge (17) is deviated from the vertical so that the lightning discharge or individual portions thereof are aligned in side view at an angle to the vertical direction.

Description

Translated fromGerman

Um derartige Antennenanlagen vorWitterungs- und Umwelteinflüssenzu schützen,werden sie üblicherweisein einem die Strahler und Strahlerstrukturen umgebenden zylinderförmigen Schutzgehäuse untergebracht.Es handelt sich dabei um ein fürelektromagnetische Strahlen durchlässiges Gehäuse, welches üblicherweiseaus einem mit Glasfasern verstärktemKunststoff (GFK) gebildet ist.To such antenna systems beforeWeather and environmental influencesto protect,they usually becomehoused in a surrounding the radiator and radiator structures cylindrical protective housing.It is a forelectromagnetic radiation permeable housing, which is usuallyfrom a fiberglass reinforcedPlastic (GRP) is formed.

Typische Abmessungen solcher Zylinderfür Rundfunksendeantennenbetragen einen Durchmesser von 0,3 m bis 4 m und mehr. Die Höhe derartiger zylinderförmiger Schutzgehäuse kanndurchaus Werte von 20 m bis 30 m aufweisen.Typical dimensions of such cylindersfor broadcast transmittersbe a diameter of 0.3 m to 4 m and more. The height of such cylindrical protective housing cancertainly have values of 20 m to 30 m.

Im Allgemeinen besteht der Blitzschutzaus einem Blitzfangkorb am oberen Ende des zylinderförmigen Schutzgehäuses. Häufig sinddazu mehrere Blitzfangstangen oder all gemein Blitzfangeinrichtungenin Umfangsrichtung versetzt angeordnet, z.B. in Form gerade verlaufenderLeitungsenden, die mit radial und vertikal nach oben gerichteterKomponente nach außenvorstehen und frei enden. Möglichsind aber auch sogenannte Blitzfangkörbe, bei denen jeweils zweidiametral gegenüberliegendeund nach außenverlaufende, an sich freien Enden von metallischen Stäben über einehalbkreisförmigeelektrische Verbindungsleitung oder Metallstab miteinander verbundensind, wodurch sich eine korbartige Gestaltung ergibt.In general, the lightning protection existsfrom a lightning catcher at the top of the cylindrical protective housing. Frequentlyto several lightning rods or all common lightning devicescircumferentially offset, e.g. in the form of straight runningConduit ends facing radially and vertically upwardsComponent to the outsideprotrude and end freely. Possiblebut are also so-called lightning baskets, where two eachdiametrically oppositeand to the outsideextending, in itself free ends of metallic rods over asemicircularelectrical connection line or metal rod connected togetherare, resulting in a basket-like design.

Der so gebildete Blitzfangkorb istdann mit mehreren in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Blitzableitungenverbunden, die am Außenumfang desZylinders in Vertikalrichtung nach unten zum Zylinderfuß verlaufen,wo sie mit dem Massepotential verbunden werden. Durch so gebildeteBlitzableiter kann der Blitzstrom vom Blitzfangkorb auf Masse abgeleitetwerden. Gleichzeitig sind derartige Blitzableiter auch geeignet,die gesamte Antennenanordnung gegen seitliche Einschläge zu schützen.The resulting lightning catcher isthen with several offset in the circumferential direction lightning derivativesconnected to the outer circumference of theCylinder in vertical direction down to the cylinder base,where they are connected to the ground potential. By thus formedLightning conductors, the lightning current from the lightning catcher can be derived to groundbecome. At the same time, such lightning conductors are also suitableto protect the entire antenna assembly against lateral impacts.

Allerdings beeinflussen alle metallischenGebilde inner- undaußerhalbdes Schutz-Zylinders die elektrischen Eigenschaften der Antennenanordnung.However, all metallic influencesStructures inside andoutsideof the protective cylinder, the electrical properties of the antenna assembly.

Umfasst beispielsweise die Antennenanlage Sendeantennenmit horizontal polarisierten Strahlern (beispielsweise horizontalpolarisierte Dipolstrahler oder Schlitz-Strahler etc.), so ist derEinfluss des Blitzableiters im Allgemeinen durch die Polarisationsentkopplungsehr gering.For example, the antenna system includes transmitting antennaswith horizontally polarized radiators (for example horizontallypolarized dipole radiators or slot radiators etc.), so is theInfluence of the lightning arrestor in general due to polarization decouplingvery low.

Demgegenüber wird jedoch das Strahlungsdiagrammvertikal polarisierter Sendeantennen durch einen Blitzableiter starkbeeinflusst. Dies gilt grundsätzlichauch dann, wenn alternativ und ergänzend Empfangsantennen vorgesehensind.In contrast, however, the radiation patternvertically polarized transmit antennas by a lightning rod strongaffected. This basically applieseven if alternatively and additionally provided receiving antennasare.

Von daher ist bereits vorgeschlagenworden, auf einen derartigen vorstehend geschilderten Blitzableiterim Strahlungsfeld der Antenne zu verzichten. Dies erfordert dannjedoch, dass der gegebenenfalls überden Blitzfangkorb eingefangene Blitzstrom innerhalb der Antennenstrukturim Zylinder abgeleitet wird, indem beispielsweise Blitzableiter-Leitungen durcheine Bohrung im Schutzzylinder in das Innere der Antennenanordnunghineingeführtwerden, um dort mit elektrisch leitenden Tragsystemen verbundenzu werden. Darüberkann beim Blitzeinschlag der Strom nach unten auf Massepotentialgeführtwerden.Therefore, it has already been proposedbeen on such a lightning arrester described aboveto dispense in the radiation field of the antenna. This then requireshowever, that possibly overthe lightning catcher captured lightning current within the antenna structureis derived in the cylinder, for example, by lightning conductor lines througha hole in the protective cylinder in the interior of the antenna assemblyusheredbe connected to there with electrically conductive support systemsto become. About thatcan during lightning strike the current down to ground potentialguidedbecome.

Aufgabe der vorliegenden Erfindungist es demgegenüber,einen verbesserten und gleichwohl einfach aufgebauten Blitzschutzfür Antennenanlagenzu schaffen, die in der Regel von einem für elektromagnetische StrahlendurchlässigenSchutzgehäuseumgeben sind.Object of the present inventionis it in contrast,an improved and yet simple lightning protectionfor antenna systemsto create, usually by one for electromagnetic radiationpermeablehousingare surrounded.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechendden im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungender Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is according to the inventionsolved the features specified in claim 1. Advantageous embodimentsThe invention are specified in the subclaims.

Eine deutliche Verbesserung der Strahlungscharakteristikinsbesondere fürvertikal polarisierte Antennen und Sendeantennen lässt sichdadurch realisieren, dass die Blitzableiter bzw. die Blitzableiterstrukturso gestaltet ist, dass die Blitzableiter-Leitungen bevorzugt entlangeiner Wendel von oben nach unten verlaufen und dabei die Antennemit den darin befindlichen Strahler und Strahlerstrukturen umgeben.Bevorzugt sind dabei zumindest zwei um 180° versetzt zueinander liegendeWendel vorgesehen, die bevorzugt auf dem GFK-Zylinder angebracht sind.Durch die von der Vertikalrichtung abweichende Ausrichtung der Blitzableiter-Bahnenoder Blitzableiter-Leitungen kann eine Verschlechterung der elektrischenEigenschaft der Sendeantenne vermieden werden, wenn diese insbesondereStrahler und Strahlerstrukturen mit vertikaler Polarisation umfassen.Die Blitzableiter-Einrichtungen dienen dabei gleichzeitig als Blitzfangeinrichtungen.A clear improvement in the radiation characteristicsespecially forvertically polarized antennas and transmitting antennas can berealize that the lightning conductors or the lightning arrester structureis designed so that the lightning conductor lines preferably alonga spiral from top to bottom and the antennasurrounded with the radiators and radiator structures therein.Preferably, at least two offset by 180 ° to each otherHelix provided, which are preferably mounted on the GRP cylinder.Due to the deviating from the vertical direction alignment of the lightning conductor tracksor lightning conductors can cause deterioration of the electricalProperty of the transmitting antenna are avoided, if this particularInclude spotlights and radiator structures with vertical polarization.The lightning arrester devices simultaneously serve as lightning arresting devices.

Eine so gebildete Blitzableiter-Strukturkann aber von Hause aus auch bei Strahler oder Strahlerelementenverwendet werden, die beispielsweise in horizontaler Polarisationsenden oder empfangen. Mit anderen Worten weist eine derartige Blitzableiter-StrukturVorteile auch dann auf, wenn die Sendeanlage zunächst nur Strahler oder Strahlerstrukturen mithorizontaler Polarisation umfassen sollte. Denn auch bei einem nachträglichenNachrüstender Antennenanlage mit vertikalen Strahlern oder Strahlerstrukturenhat dies den Vorteil, dass die Blitzableiter-Struktur unverändert belassenwerden kann, da bei Verwendung der erfindungsgemäßen Blitzableiter-Strukturdie gegebenenfalls nachgerüstetenvertikal polarisierten Antennenelemente bezüglich ihrer elektrischen charakteristischenSende- und Empfangseigenschaften nicht nachteilig beeinflusst werden.A lightning arrester structure formed in this waybut can also be used with spotlights or spotlightsused, for example, in horizontal polarizationsend or receive. In other words, such a lightning rod structureAdvantages even if the transmitter initially only emitters or radiator structures withshould include horizontal polarization. Because even with a belatedupgradethe antenna system with vertical radiators or radiator structuresthis has the advantage that the lightning arrester structure left unchangedcan be, since when using the lightning arrester structure according to the inventionpossibly retrofittedvertically polarized antenna elements with respect to their electrical characteristicTransmission and reception properties are not adversely affected.

Die Steigung der helix- oder wendelförmig im Abstandzur Antenne um diese herum verlaufenden Blitzableiterstrukturenkönnenbezüglichder Steigung und/oder der Anzahl der Wendeln stark variieren. Bevorzugtist die Ausbildung derart, dass zumindest jeder vertikale Streifenauf der in der Regel vorgesehenen zylinderförmigen Schutzumhüllung der Antennenmastanlagezumindest einmal von der helix-, wendel- bzw. diagonalförmig verlaufendenBlitzableiter-Strukturoder Blitzableiter-Leitung gekreuzt wird. Mit anderen Worten kanndie Steigung der Wendelstruktur in weiten Bereichen schwanken undbeispielsweise bevorzugt mehr als 20° und weniger als 87° aufweisen.Bevorzugt sind Winkelbereiche zwischen 40° bis 70°. Dabei ist die Steigung derWendel im Verhältniszur Anzahl der in Umfangsrichtung versetzt liegenden Wendelanordnungzu sehen, da bei zunehmend dichterer Blitzableiter-Struktur letztlich einezunehmende Abschirmung der Strahler und Strahlerelemente am Antennenmastverursacht werden könnte(faradayischer Effekt). Letztlich ist ein Optimum zu wählen, welchesberücksichtigt,dass die Blitzableitung einerseits möglichst kurz von oben nachunten zum Massepotential verlaufen soll (also möglichst senkrecht), und andererseitsdie Masseableitung ausreichend gegenüber der Vertikalen geneigtausgerichtet sein soll, um ein möglichstgutes Strahlungsdiagramm zu erhalten.The slope of the helical or helical spaced apart from the antenna around this lightning rod structures can vary widely with respect to the slope and / or the number of helices. Preferably, the training is such that at least each vertical strip on the front usually seen cylindrical protective enclosure of the antenna mast system is crossed at least once by the helix, helically or diagonally extending lightning rod structure or lightning conductor line. In other words, the pitch of the helical structure can vary within wide ranges and, for example, preferably more than 20 ° and less than 87 °. Preferred are angular ranges between 40 ° to 70 °. In this case, the pitch of the helix is to be seen in relation to the number of circumferentially offset helical arrangement, since with increasingly denser lightning rod structure ultimately increasing shielding of the radiator and radiator elements could be caused on the antenna mast (Faraday effect). Ultimately, an optimum is to be chosen, which takes into account that the lightning discharge should on the one hand as short as possible from top to bottom to the ground potential (ie as vertical), and on the other hand, the ground dissipation should be sufficiently inclined relative to the vertical in order to obtain the best possible radiation pattern ,

Der Vollständigkeit halber wird auch angemerkt,dass die gegenüberder Vertikalen geneigt verlaufenden Blitzableiter-Ableitungen, dienicht nur mit einer Vertikalkomponente sondern auch mit einer überlagertenHorizontalkomponente ausgerichtet sind, nicht im Sinne einer fortlaufendenWendel oder Helix von oben nach unten verlaufend angeordnet seinmüssen.Vielmehr ist es möglich,dass die Blitzableiter-Leitungen beispielsweise in Seitenansicht aufden Antennenmast bzw. in Seitenansicht auf die den Antennenmastund die Strahler umgebenden bevorzugt zylinderförmigen Schutzumhüllung, beispielsweisezickzack-förmigvon oben nach unten verlaufend angeordnet sind. Ent scheidend imSinne der Erfindung ist lediglich, dass einzelne, zur Blitzableiter-Strukturgehörendeelektrische Leitungen und Ableitungen nicht exakt vertikal ausgerichtetsind, sondern bei Seitenbetrachtung so ausgerichtet sind, dass sichderen Positionierung als Überlagerungeiner vertikalen und horizontalen Komponente ergibt.For the sake of completeness, it is also notedthat the oppositethe vertical sloping lightning conductor discharges, thenot only with a vertical component but also with a superimposed oneHorizontal component are aligned, not in the sense of a continuousSpiral or helix extending from top to bottomhave to.Rather, it is possiblethat the lightning conductor lines, for example, in side viewthe antenna mast or in side view on the antenna mastand the emitters surrounding preferably cylindrical protective sheath, for examplezigzaggedare arranged running from top to bottom. Decisive in thePurpose of the invention is merely that individual, the lightning rod structurebelongingelectrical leads and leads not aligned exactly verticallyare, but when viewing the page are aligned so thattheir positioning as an overlaya vertical and horizontal component.

Die Erfindung wird nachfolgend anhandvon Ausführungsbeispielennäher erläutert. Dabeizeigen im Einzelnen:The invention will be described belowof exemplary embodimentsexplained in more detail. thereshow in detail:

1:eine schematische Seitenansicht einer Antennenanlage mit einem Antennenmastund einem zylinderförmigenGFK-Schutzgehäusemit oben angeordnetem Blitzfangkorb und zwei helixförmigen Blitzableitungen; 1 : A schematic side view of an antenna system with an antenna mast and a cylindrical GRP protective housing with top arranged lightning catcher and two helical lightning conductors;

2:eine perspektivische Darstellung der Blitzableiter-Strukturen indreidimensionaler Wiedergabe mit zwei wendelförmigen Blitzableitern; 2 : A perspective view of the lightning conductor structures in three-dimensional rendering with two helical lightning conductors;

3:eine Abwicklung des in1 und2 wiedergegebenen zylinderförmigen Schutzmantels lediglichin einer Teilhöhemit den darauf befindlichen Blitzableitungen entsprechend dem Ausführungsbeispielnach2; 3 : a settlement of in 1 and 2 reproduced cylindrical protective jacket only in a partial height with the lightning derivatives thereon according to the embodiment according to 2 ;

4:ein zu3 abgewandeltesAusführungsbeispielin abgewickelter Seitendarstellung im Falle von drei versetzt zueinanderangeordneten helixförmigenBlitzableitungen; 4 : one too 3 modified embodiment in unwound side view in the case of three mutually offset helical lightning derivatives;

5:ein zu4 abgewandeltesAusführungsbeispielin abgewickelter Seitenansicht, bei welchem vier Ableitungen mitgrößerem Steigungswinkelverwendet werden; 5 : one too 4 modified embodiment in unwound side view, in which four derivatives are used with a larger pitch angle;

6:ein abgewandeltes Ausführungsbeispielmit zickzackförmigvon oben nach unten verlaufenden Blitzableitungen, wo jeweils benachbarte Blitzableitungensymmetrisch zueinander angeordnet sind; und 6 a modified embodiment with zigzag from top to bottom extending lightning conductors, where each adjacent lightning conductors are arranged symmetrically to each other; and

7:ein zu6 abgewandeltesAusführungsbeispielin Seitenansicht bei abgewickelter Schutzumhüllung mit darauf verlaufendenBlitzableitungen, wobei die Blitzableitungen ebenfalls zickzackförmig vorgesehensind, allerdings dabei gleich ausgerichtet sind (also in gleicherHöhenlagegleich ausgerichtet sind). 7 : one too 6 modified embodiment in side view at unwound protective sheath with lightning discharges extending thereon, the lightning conductors are also provided zigzag, but are the same aligned (ie are aligned the same height).

In1 istin schematischer Seitenansicht eine Antennenanlage mit einer Blitzschutzeinrichtung gezeigt.In 1 is shown in a schematic side view of an antenna system with a lightning protection device.

Die Antennenanlage umfasst eine vertikal ausgerichtetetragende Struktur1, an welchem in Vertikalrichtung übereinanderund in Umfangsrichtung versetzt liegend eine Vielzahl von Strahlern3 undStrahlerstrukturen3 zum Senden und/oder Empfangen angeordnetsind. Eine derartige Antennenanlage kann beispielsweise als Fernseh-und/oder Rundfunkantennenanlage dienen, die beispielsweise im sogenanntenBand III arbeitet (174 MHz bis 230 MHz) und/oder beispielsweiseim Band IV und V (470 MHz bis 860 MHz). Zusätzlich oder alternativ kann dieSendeanlage im FM- Bereichsenden und empfangen, also beispielsweise im 88 bis 108 MHz-Bereich.The antenna system comprises a vertically oriented supporting structure 1 in which, in the vertical direction one above the other and offset in the circumferential direction, a plurality of radiators 3 and radiator structures 3 arranged to send and / or receive. Such an antenna system can serve, for example, as a television and / or radio antenna system which operates, for example, in the so-called Band III (174 MHz to 230 MHz) and / or, for example, in Band IV and V (470 MHz to 860 MHz). Additionally or alternatively, the transmitter can send and receive in the FM range, so for example in the 88 to 108 MHz range.

Die gesamte tragende Struktur1 mitden Strahlern und Strahlerstrukturen3 ist im gezeigten Ausführungsbeispielin einem zylinderförmigen Schutzgehäuse5 angeordnetund dadurch vor Umwelteinflüssengeschützt.Es handelt sich dabei um ein fürelektromagnetische Strahlen durchlässiges Schutzgehäuse, inder Regel um ein GFK-Gehäuse. Dietragende Struktur1 kann dabei im Wesentlichen durch daszylinderförmigeSchutzgehäuse5 gebildet sein,welches im Vertikalabstand Quertraversen im Inneren umfasst. Ander Schutzumhüllungkönnen dannnach innen vorstehend die Strahler und Strahlerstrukturen befestigtsein. Alternativ oder ergänzendkönnenaber auch im Inneren der Schutzumhüllung5 mastförmige zurTragstruktur gehörendeEinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise Stahlträger, andenen dann die Strahler und Strahlerstrukturen wie aber auch dieSchutzumhüllungergänzend mitangebracht bzw. damit verbunden ist.The whole supporting structure 1 with the radiators and radiator structures 3 is in the embodiment shown in a cylindrical protective housing 5 arranged and thereby protected from environmental influences. It is a protective housing permeable to electromagnetic radiation, usually a GRP housing. The supporting structure 1 can essentially by the cylindrical protective housing 5 be formed, which includes transverse members in the interior at a vertical distance. The radiator and radiator structures can then be fastened inwardly protruding to the protective covering. Alternatively or additionally, but also inside the protective cover 5 Mast-shaped belonging to the support structure facilities may be provided, for example, steel beams, where then the radiator and radiator structures as well as the protective enclosure attached in addition to or connected thereto.

Im oberen Stirnende5' des Schutzgehäuses istein sogenannter Blitzfangkorb9 vorgesehen. Dieser umfassteinen leitenden, auf das Stirnende5' des Schutzgehäuses5 aufgesetztenAbschlussdeckel11, auf welchem in Umfangsrichtung versetztliegend mit vertikaler und horizontaler Komponente nach außen radial vorstehende Blitzfangstäbe11a angeordnetsind, die übereine oder mehrere sie verbindende ringförmige Leitungen11b elektrischleitend verbunden sind, wodurch auch eine mechanische Abstützung derBlitzfangstäbe11a gewährleistetwird. Bevorzugt sind jeweils zwei diagonal gegenüberliegende Enden der erwähnten Blitzfangstäbe11a mittels konvexnach oben vorstehen den halbkreisförmigen Leitungsabschnitten11c verbunden,wodurch sich eine nach Art eines umgekehrten Korbes gebildete Strukturergibt, weshalb diese Anordnung auch Blitzfangkorb genannt wird.In the upper front end 5 ' of the protective housing is a so-called lightning catcher 9 intended. This includes a conductive, on the front end 5 ' of the protective housing 5 attached end cap 11 on which offset in the circumferential direction with vertical and horizontal component to au radially projecting lightning rods 11a are arranged, which via one or more annular connecting lines connecting them 11b electrically connected, which also provides mechanical support of the lightning rods 11a is guaranteed. Two diagonally opposite ends of the aforementioned lightning rods are preferred 11a by means of convex upwardly projecting the semicircular line sections 11c connected, resulting in a structure formed in the manner of an inverted basket, which is why this arrangement is also called lightning catcher.

Gemäß Ausführungsbeispiel nach1 und2 sind am Außenumfang des Schutzgehäuses5 den Blitzfangkorb9 miteinem Massepotential15 am Antennenfuß1' verbindende Blitzableitungen17 vorgesehen.Diese Blitzableitungen17 bestehen bei dem Ausführungsbeispielnach1 aus zwei um 180° versetztzueinander liegenden helix- oder wendelförmigen Blitzableitungen17,die im gezeigten Ausführungsbeispielnach1 das zylinderförmige Schutzgehäuse5 beispielsweisezumindest einmal von oben nach unten umlaufen.According to embodiment according to 1 and 2 are on the outer circumference of the protective housing 5 the lightning catcher 9 with a ground potential 15 at the antenna base 1' connecting lightning conductors 17 intended. These lightning leads 17 exist in the embodiment according to 1 made of two helical or helical lightning conductors offset by 180 ° from each other 17 , which in the embodiment shown after 1 the cylindrical protective housing 5 For example, rotate at least once from top to bottom.

In2 istin perspektivischer Darstellung diese Blitzableiter-Struktur ohneAntennenmast und Strahler bzw. Strahlerstrukturen und ohne Blitzfangkorb9 wiedergegeben.In 2 is a perspective view of this lightning rod structure without antenna mast and spotlights or radiator structures and without lightning catcher 9 played.

In3 istdabei die Seitenansicht des zylinderförmigen Schutzgehäuses5 inabgewickelter Darstellung wiedergegeben.In 3 is the side view of the cylindrical protective housing 5 reproduced in developed form.

Daraus ist zu ersehen, dass die einzelnen Blitzableitungeneinen Steigungswinkel α gegenüber derHorizontalen einschließen.Die Steigungen der einzelnen Blitzableitungen können dabei durchaus in derGrößenordnungvon einigen Metern liegen. Der Steigungswinkel α kann von daher bevorzugt Werte zwischen20° bis87° gegenüber derHorizontalen aufweisen, insbesondere Werte zwischen vorzugsweise40° bis70°.It can be seen that the individual lightning conductorsa pitch angle α with respect toInclude horizontal.The gradients of the individual lightning derivatives can be quite in theMagnitudeof a few meters. The pitch angle α can therefore preferably values between20 ° to87 ° opposite theHave horizontal, in particular values between preferably40 ° to70 °.

Grundsätzlich kann auch eine einwendlige Blitzableiter-Struktur gewählt werden.Dabei sollte bezogen auf die Gesamthöhe des Schutzgehäuses dieAnordnung derart sein, dass die zumindest eine spiralförmige Ausbildungder Ableitung17 überdie Gesamtlängedes Schutzgehäuses5 denAntennenmast mit den Strahler und Strahlerstrukturen zumindest einmalumläuft,vorzugsweise mehrfach.In principle, a einlündlige lightning rod structure can be selected. In this case, based on the total height of the protective housing, the arrangement should be such that the at least one helical formation of the derivative 17 over the entire length of the protective housing 5 rotates the antenna mast with the radiator and radiator structures at least once, preferably several times.

Anhand von4 ist lediglich gezeigt, dass beispielsweiseauch drei um 120° versetztzueinander liegende, insgesamt wendelförmig angeordnete Blitzableitungen17 vorgesehensein können.Die Anzahl kann grundsätzlichbeliebig sein, wobei lediglich darauf zu achten ist, dass bei zunehmendhöherer Anzahlder Blitzableitungen in der Regel der Steigungswinkel gegenüber derHorizontalen größer gewählt werdensollte, um nicht eine zu dichte Gesamtbelegung des Außenumfangesdes Schutzgehäuses5 mitBlitzableitungen zu erhalten, so dass dann bei zunehmend stärkerer Belegungsdichteeine Abschirmung der Antennenstrahler durch den sogenannten faradayischenEffekt verursacht wird. Von daher ist in5 eine Blitzableiter-Struktur mit vierin Umfangsrichtung versetzt liegenden Blitzableitungen17 gezeigt,deren Steigungswinkel α beispielsweisesteiler ist als bei dem Ausführungsbeispielnach3 und4 und etwa 45° beträgt.Based on 4 is merely shown that, for example, three offset by 120 ° to each other, generally helically arranged lightning conductors 17 can be provided. The number can basically be arbitrary, it being only necessary to ensure that, with an increasingly higher number of lightning conductors, as a rule the pitch angle relative to the horizontal should be greater, in order not to make a too dense overall coverage of the outer circumference of the protective housing 5 To obtain with lightning derivatives, so that then at increasingly greater occupancy density shielding of the antenna radiator caused by the so-called Faraday effect. Therefore, in 5 a lightning rod structure with four circumferentially offset lightning conductors 17 shown, the pitch angle α, for example, is steeper than in the embodiment according to 3 and 4 and about 45 °.

Ob die Wendel oder die Wendeln17 links oderrechts herum verlaufend ausgebildet sind, kann beliebig gewählt werden.Whether the coil or the coils 17 can be left or right around running, can be chosen arbitrarily.

Anhand von6 ist bezüglich des in Seitenbetrachtungnach Art einer Abwicklung wiedergegebenen Schutzgehäuses dargestellt,dass die Blitzableitungen17 grundsätzlich nicht über diegesamte Höhewendel- oder helixförmigoder dergleichen verlaufend ausgebildet sein müssen, sondern nur abschnittsweiseso gestaltet sein sollten. Von daher kann sich in Seitenbetrachtungauch eine mehr zickzackförmigeAbleitungsstruktur ergeben. Im Sinne der Erfindung ist vor allemwichtig, dass überlängere Wegstreckenexakt vertikal verlaufende Leitungsabschnitte für die Blitzableitung vermiedenwerden, da hierdurch die Sende- und Empfangseigenschaften von vertikalpolarisierten Strahlern und Strahlerelementen verschlechtert werden.Based on 6 is shown with respect to the reproduced in a page view in the manner of a settlement protection housing that the lightning conductors 17 basically not over the entire height helical or helical or the like must be designed to extend, but only partially so should be designed. Therefore, a more zigzag-shaped derivative structure may result in side view. For the purposes of the invention, it is especially important that over longer distances exactly vertically extending line sections for lightning dissipation are avoided, as this the transmission and reception properties of vertically polarized radiators and radiator elements are degraded.

Ebenso ist es möglich, dass die Blitzableitungbeispielsweise rechtsdrehend, vorzugsweise auf dem Schutzgehäuse5 umlaufendangeordnet 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 diesbeispielsweise anhand von6 und7 erläutert ist.It is also possible that the lightning discharge, for example, clockwise, preferably on the protective housing 5 is arranged circumferentially and then merges at a certain height in an opposing helix or helical structure. If such a change more often, so it can be spoken of a zigzag structure, as for example with reference to 6 and 7 is explained.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach6 ist dabei die erste Blitzableitung17a vonoben nach unten zickzackförmiggestaltet. Das Gleiche gilt fürdie Blitzableitung17b,17c und17d.According to the embodiment 6 is the first lightning derivative 17a shaped like a zigzag from top to bottom. The same applies to the lightning discharge 17b . 17c and 17d ,

Dabei sind in dem Ausführungsbeispielgemäß6 vier von oben nach untenführendeAbleitungen17a bis17d gezeigt, die jeweils paarweisegegensinnig ausgerichtet sind, wobei sie sich an ihren aufeinanderzu weisenden Koppelstellen107 berühren. Das Ausführungsbeispielist also so gewählt,als ob eine rechtsdrehende und eine linksdrehende Wendel (hier mitgleicher Steigung) vorgesehen sind, die sich jeweils an den Koppelstellen107 berühren.In the embodiment according to 6 four leading from top to bottom leads 17a to 17d shown, which are aligned in pairs in opposite directions, where they are at their mutually facing coupling points 107 touch. The embodiment is thus chosen as if a clockwise and a left-handed helix (here with the same pitch) are provided, each at the coupling points 107 touch.

Grundsätzlich ergibt sich dadurchauch eine Blitzableitung, die von oben nach unten verlaufend zickzackförmig beschriebenwerden könnte.Dabei könntendie zickzackförmigenAbleitungen an ihren Koppelstellen auch getrennt und seitlich weiterauseinander liegend angeordnet werden.Basically, this resultsalso a lightning discharge, which runs zigzagging from top to bottomcould be.It couldthe zigzagDerivatives at their coupling points also separated and laterallybe arranged apart.

Dies ist vom Prinzip her anhand von7 erläutert, bei welchem jedoch abweichendvon6 die Anordnungengleichsinnig ausgerichtet sind. Insbesondere bietet sich dann auchan, wie dies anhand von7 gezeigtist, dass sich die einzelnen Strukturen17a bis17d nicht überlappen,so dass in einem gedachten Vertikalstreifen105 jeweilsein Abschnitt zu liegen kommt, in welchem keine Blitzableitungsstrukturenvorgesehen sind.This is in principle based on 7 explained, in which, however, deviating from 6 the arrangements are aligned in the same direction. In particular, then offers, as this is based on 7 shown is that the individual structures 17a to 17d do not overlap, leaving in an imaginary vertical strip 105 in each case a section comes to lie, in which no lightning discharge structures are provided.

Abweichend von der Darstellung gemäß7 könnten die Blitzableiter aberauch von oben nach unten sinusförmigverlaufend ausgebildet sein. Auch Mischformen zwischen einer sinusförmigen undeiner zickzackförmigenStruktur sind denkbar. Dabei haben die Blitzableiter eine Doppelfunktion. Siedienen zum einen der Blitzableitung und sollen zum anderen einenSchutz vor seitlichen Einschlägenbieten. Sie werden von daher in der Literatur häufig auch als Fangleiter bezeichnet.Deviating from the illustration according to 7 However, the lightning rods could also be formed from top to bottom sinusoidal running. Mixed forms between a sinusoidal and a zigzag structure are also conceivable. The lightning conductors have a double function. On the one hand, they serve as lightning conductors and on the other hand they are intended to provide protection against lateral impacts. They are therefore often referred to in the literature as a guide.

In der Praxis werden bei einer Ausführungsformentsprechend7 oderbeispielsweise mit sinusförmigenoder eher sinusförmigenBlitzableitungen in der Regel bevorzugt nicht nur zwei, sondern dreioder vier derartiger Ableitungen vorgesehen sein. Durch die entsprechendeAusgestaltung erhöht sichder Schutzbereich. Der kleinste Abstand zwischen zwei benachbartenFangleitungen sollte dabei bevorzugt kleiner als 4 m sein.In practice, according to one embodiment 7 or, for example, with sinusoidal or rather sinusoidal lightning derivatives, as a rule preferably not only two but three or four such derivatives are provided. By appropriate design, the scope increases. The smallest distance between two adjacent trap lines should preferably be less than 4 m.

Claims (11)

Translated fromGerman

Blitzschutz fürAntennenanlagen, mit mehreren in Vertikalrichtung versetzt liegendenStrahler und Strahleranordnungen (3), wobei vorzugsweise eindie Strahler oder Strahlerstrukturen (3') umgebendes, vorzugsweise zylinderförmiges Schutzgehäuse (5)aus fürelektromagnetische Strahlen durchlässigem Material vorgesehenist, und mit einer tragenden Struktur (1), die vorzugsweiseein Schutzgehäuse(5) oder eine vorzugsweise das Schutzgehäuse (5)umfassende mastförmigeAntennentrageinrichtung aufweist, mit folgenden Merkmalen: – es isteine Blitzschutzeinrichtung vorgesehen, – die Blitzschutzeinrichtungumfasst von oben nach unten verlaufende Blitzableitungen (17),die vorzugsweise mit dem Schutzgehäuse (5) mechanischverbunden sind, gekennzeichnet durch die folgenden weiterenMerkmale: – diezumindest eine von oben nach unten verlaufende Blitzableitung (17)ist von der Vertikalen abweichend so ausgerichtet, dass die Blitzableitungoder einzelne Abschnitte davon in Seitenbetrachtung winklig gegenüber derVertikalrichtung ausgerichtet sind.Lightning protection for antenna systems, with several vertically offset radiators and radiator arrangements ( 3 ), wherein preferably one of the radiators or radiator structures ( 3 ' ) surrounding, preferably cylindrical protective housing ( 5 ) is made of material permeable to electromagnetic radiation, and having a supporting structure ( 1 ), preferably a protective housing ( 5 ) or preferably the protective housing ( 5 ) comprises a comprehensive mast-shaped antenna support device, with the following features: - a lightning protection device is provided, - the lightning protection device comprises top-to-bottom lightning conductors ( 17 ), preferably with the protective housing ( 5 ) are mechanically connected, characterized by the following further features: the at least one top-to-bottom lightning discharge ( 17 ) is oriented away from the vertical such that the lightning discharge or individual portions thereof are aligned at an angle with respect to the vertical direction.Blitzschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass zumindest eine helix-, wendel- oder schraubenförmig verlaufendeBlitzableitung (17) vorgesehen ist.Lightning protection according to claim 1, characterized in that at least one helix, helical or helical lightning discharge ( 17 ) is provided.Blitzschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass zumindest zwei um 180° versetztzueinander liegende helix-, wendel- oder schraubenförmige Blitzableitungen(17) vorgesehen sind.Lightning protection according to claim 1 or 2, characterized in that at least two offset by 180 ° to each other lying helix, helical or helical lightning conductors ( 17 ) are provided.Blitzschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Blitzableitungen (17) in axialer Draufsicht spiralförmig ausgebildetsind und sich dabei übereine axiale Höheerstrecken.Lightning protection according to claim 1 or 2, characterized in that the lightning conductors ( 17 ) are formed spirally in axial plan view and thereby extend over an axial height.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 rechtsdrehendenin eine linksdrehende Helix-, Wendel- oder Schraubenstruktur oderumgekehrt übergeht.Lightning protection according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one lightning conductor ( 17 ) is provided, which merges in side view from top to bottom extending from a right-handed to a left-handed helix, helical or screw structure or vice versa.Blitzschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass zumindest eine Blitzableitung (17) vorgesehen ist,die in Seitenansicht von oben nach unten zickzackförmig odersinusförmigoder eine Mischform davon von oben nach unten hin und her verlaufendausgebildet ist.Lightning protection according to claim 5, characterized in that at least one lightning conductor ( 17 ) is provided, which is formed in side view from top to bottom zigzag or sinusoidal or a mixed form thereof from top to bottom back and forth.Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die zumindest eine Blitzableitung oder Abschnitte davon ineinem Steigungswinkel α angeordnetsind, der größer als20° undkleiner als 87° ist,vorzugsweise größer als40° undkleiner als 70°.Lightning protection according to one of Claims 1 to 6, characterizedthat the at least one lightning discharge or sections thereof ina pitch angle α arrangedwho are taller than20 ° andis less than 87 °,preferably greater than40 ° andless than 70 °.Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass dieser bei Antennenanlagen vorgesehen ist, die horizontal polarisierte Strahlerund Strahlerstrukturen (3) umfassen.Lightning protection according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is provided in antenna systems, the horizontally polarized radiator and radiator structures ( 3 ).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 polarisierteStrahleranordnungen (3) umfassen.Lightning protection according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is provided in antenna systems, the horizontally polarized radiator arrangement, vertically polarized radiator arrangements and / or circularly polarized radiator arrangements ( 3 ).Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die zickzack- und/oder sinusförmig oder in sonstiger Weisevon oben nach unten hin und her verlaufende Blitzableitung (17)in Umgangsrichtung der Antennenanordnung zumindest zweifach, vorzugsweisedrei- oder vierfachversetzt zueinander angeordnet ist.Lightning protection according to one of claims 1 to 9, characterized in that the zigzag and / or sinusoidal or in any other way from top to bottom back and forth lightning discharge ( 17 ) in the direction of the antenna arrangement at least twice, preferably three or four times offset from one another.Blitzschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Antennenanlage Strahler und Strahlerstrukturen umfasst,die insbesondere fürden DVB-T-Betriebvorgesehen sind.Lightning protection according to one of Claims 1 to 10, characterizedthat the antenna system comprises radiators and radiator structures,especially forthe DVB-T operationare provided.