Vorrichtung zur Schirmung von Antennen vor elektromagnetischen Feldern

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zur Schirmung elektromagnetischer Felder von Antennen über einen Faradaykäfig ist vorgesehen, daß der Käfig in Form eines Würfels gebildet ist. Hierbei sind die Begrenzungskanten mindestens oberhalb der Aufstellfläche durch verbundene Stäbe aus elektrisch leitendem Material zur Ausbildung von Maschen bzw. Fenstern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schirmung elektromagnetischer Felder von Antennen, insbesondere GPS-Antennen auf Marineschiffen mittels eines Schirmkäfigs als Faradaykäfig.

[0002] Bei der Verwendung von Antennen im Oberdecksbereich von Marineschiffen werden relativ hohe Feldstärken erzeugt. Insbesondere im Hochfrequenzbereich (1,5 MHz bis 30 MHz) liegen diese bei einigen 100 V/m. Handelsübliche Geräte (Commercial off the Shelf, COTS) sind mit EMV-Festigkeiten von 10 V/m spezifiziert, militärische Geräte und Anlagen mit 200 V/m. Bei der Aufstellung von militärisch spezifizierten Geräten und Anlagen ist die Zahl der Standorte bereits beschränkt, die Verwendung von COTS-Geräten ist nur sehr eingeschränkt oder gar nicht möglich.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine durchführbare Abschirmung auf einfache Weise zu schaffen, die eine störende Feldstärke ausreichend abschirmt und das geschützte Gerät in seiner Funktion nicht beeinträchtigt.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Käfig in der Art eines Quaders, insbesondere in Form eines Würfels, zur Aufnahme und Umhüllung der Antenne gebildet ist, wobei die Begrenzungskanten des Käfigs mindestens oberhalb einer Aufstellfläche durch verbundene Stäbe aus elektrisch leitendem Material zur Bildung von Maschen gebildet sind.

[0005] Hierdurch ist auf einfache Weise eine Schirmung der Antenne bei gleichzeitigem Durchlassen der Frequenzen zu ermöglichen, d. h. eine Schirmung einer GPS-Antenne gegen HF (1 MHz bis 30 MHz) bei gleichzeitigem Durchlasen der GPS-Frequenzen von etwa 1,5 GHZ zu ermöglichen.

[0006] Es ist eine Schirmung im Bereich von 10 dB entsprechend einem Faktor drei bis vier erreichbar.

[0007] Die entsprechende Auslegung wird dadurch vereinfacht, daß die Antenne als Erzeuger von abzuschirmenden hohen Frequenzen im Zentrum des gebildeten Käfigs angeordnet ist.

[0008] Ferner wird vorgeschlagen, daß die Aufstellfläche für die angeordneten Stäbe des Käfigs eine elektrisch leitende Fläche ist.

[0009] zur Erhöhung einer Schirmung wird vorgeschlagen, daß mehrere Käfige kaskadenförmig einander zugeordnet sind.

[0010] Hierdurch werden bei einer Schirmung von ca. 11 dB durch einen Käfig mit zwei Käfigen etwa 20 dB und mit drei Käfigen etwa 30 dB erreicht.

[0011] Zur Bestimmung günstiger Verhältnisse wird vorgeschlagen, daß die Stablänge zur Bildung der Maschengröße des Käfigs in Abhängigkeit einer Frequenz der zu schirmenden Feldstärke und einer Nutzfrequenz der zu schirmenden Antenne abgestimmt ist.

[0012] In der zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen prinzipiellen Aufbau einer Anordnung mit einem würfelförmigen Käfig,

Fig. 2

eine Anordnung mit einer aufgenommenen GPS-Antenne,

Fig. 3

eine Feldverteilung in einem Käfig in Draufsicht,

Fig. 4

ein Diagramm einer Feldanalyse der Schirmung einer GPS-Antenne in Abhängigkeit der Würfelkantenlänge bei gleichzeitigem Durchlassen der GPS-Frequenzen von etwa 1,5 GHz.

[0013] Bei der dargestellten Anordnung ist auf einer leitenden Aufstellfläche 1 eine Würfelausbildung 2 als Käfig durch leitende Stäbe 3,4 gebildet, die als senkrechte Stäbe 3 und waagerechte Stäbe 4 miteinander verbunden sind und im Zentrum des gebildeten umschlossenen Raumes eine Antenne 5 aufnehmen. Hierdurch werden als Durchtrittsöffnungen entsprechende Maschinen 6 zum Durchlaß der verwendeten Frequenzen der eingeschlossene Antenne 5 geschaffen.

[0014] Die Länge der entsprechenden Stäbe 3,4 ergeben dabei in Abhängigkeit der abzuschirmenden Frequenzen die entsprechende Schirmung, wie es in Fig. 4 angegeben wurde.

[0015] zur Verdeutlichung der Anordnung wird in Fig. 3 die Feldverteilung 7 im Käfig 2 dargestellt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Schirmung elektromagnetischer Felder von Antennen, insbesondere GPS-Antennen auf Marineschiffen mittels eines Schirmkäfigs als Faradaykäfig, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (2) in der Art eines Quaders, insbesondere in Form eines Würfels, zur Aufnahme und Umhüllung der Antenne (5) gebildet ist, wobei die Begrenzungskanten des Käfigs (2) mindestens oberhalb einer Aufstellfläche (1) durch verbundene Stäbe (3,4) aus elektrisch leitendem Material zur Bildung von Maschen (6) gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (5) als Erzeuger von abzuschirmenden hohen Frequenzen im Zentrum des gebildeten Käfigs (2) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstellfläche (1) für die angeordneten Stäbe (3,4) des Käfigs (2) eine elektrisch leitende Fläche ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Käfige (2) kaskadenförmig einander zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stablänge zur Bildung der Maschengröße des Käfigs (2) in Abhängigkeit einer Frequenz der zu schirmenden Feldstärke und einer Nutzfrequenz der zu schirmenden Antenne (5) abgestimmt ist.

Zeichnung