Vorrichtung zur Schirmung von Antennen vor elektromagnetischen Feldern

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schirmung elektromagnetischer Felder von Antennen als 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] Nach der US-A-5,568,162 ist es bekannt, einen Faradaykäfig zur Abschirmung ferritisch magnetische Stabantennen mittels Flachbandkabel im Frequenzbereich um 300 kHz einzusetzen. Hierbei wird ein Flachbandkabel zur Schirmung derart angeordnet, daß es keine Masseschleifen bildet, um das Netzsignal, das mit der Polarisation orthogonal dazu einfällt, nicht zu schwächen. Bei dieser bekannten Anordnung werden elektromagnetische Felder nach der Polarisation selektiert.

[0004] Ferner ist nach der Veröffentlichung, ROLAND CALVAS; JAQUES DELABALLE: "Koexistenz von Starkstrom, und Schwachstrom" SCHNEIDER ELECTRIC, TECHNISCHES HEFT NR. 187, APRIL 1997 (1997-04), Seiten 1-26, XP002334408 ZÜRICH, ein gemischtes Gehäuse mit einer Antenne in eine Öffnung in definierter Richtung bekannt, um von dort einen Empfang zu ermöglichen. Hierbei wird nicht die Antenne geschirmt, sondern das zugehörige Equipment. Die Schirmung erfolgt dabei quasi über den gesamten Frequenzbereich und nimmt keine Selektion der elektromagnetischen Felder vor.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine durchführbare Abschirmung auf einfache Weise mit einer Selektion nach Frequenzen zu schaffen, die eine störende Feldstärke ausreichend abschirmt und das geschützte Gerät in seiner Funktion nicht beeinträchtigt.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Patentanspruches.

[0007] 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. Es ist damit eine Schirmung im Bereich von 10 dB durch einen Käfig entsprechend einem Faktor drei bis vier erreichbar und somit werden mit zwei Käfigen etwa 20 dB und mit drei Käfigen etwa 30 dB erreicht.

[0008] Die entsprechende Auslegung wird dadurch vereinfacht, daß die Antenne als Erzeuger von abzuschirmenden hohen Frequenzen im Zentrum des gebildeten Käfigs angeordnet ist.

[0009] 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.

[0010] 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 Maschen 6 zum Durchlaß der verwendeten Frequenzen der eingeschlossenen Antenne 5 geschaffen.

[0011] Die Länge der entsprechenden Stäbe 3,4 ergeben dabei in Abhängigkeit der abzuschirmenden Frequenzen die entsprechende Schirmung, wie es in Fig. 4 angegeben wurde.

[0012] Zur Verdeutlichung der Anordnung wird in Fig. 3 die Feldverteilung 7 im Käfig 2 dargestellt.

Ansprüche

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

Claims

1. Device for screening electromagnetic fields of antennae in the form of GPS antennae on naval ships by means of a screening cage in the form of a Faraday cage, wherein the cage (2) is formed in the manner of a rectangular parallelepiped in the shape of a cube, for receiving and enveloping the antenna (5) and the boundary edges of the cage (2) above a mounting surface (1) are formed by connected bars (3, 4) made of electrically conductive material for forming meshes (6), and the mounting surface (1) for the bars (3, 4) of the cage (2) that are provided is an electrically conductive surface, and that the length of the bars (3, 4) for forming the mesh size of the cage (2) is adapted in dependence upon a frequency of the field strength to be screened and a desired frequency of the antenna (5) to be screened, characterised in that a number of cages (2) are associated with one another in cascade form.

Revendications

1. Dispositif de blindage contre les champs électromagnétiques d'antennes, en particulier des antennes GPS installées sur des navires de la marine, au moyen d'une cage de blindage, conçue en tant que cage de Faraday, sachant que la cage (2) est de type parallélépipédique, réalisée sous la forme d'un cube et est destinée à recevoir et envelopper l'antenne (5), et que les bords de limitation de la cage (2), au-dessus d'une surface d'installation, sont réalisés par des barres (3, 4) en matière conductrice d'électricité, reliées ensemble pour former des mailles (6), et la surface d'installation (1) des barres (3, 4) de la cage (2) étant une surface conductrice d'électricité, et, pour la réalisation de la grandeur de mailles de la cage (2), la longueur des barres (3, 4) étant sélectionnée en fonction d'une fréquence de la puissance des champs à éliminer et d'une fréquence utile de l'antenne (5), caractérisé en ce que plusieurs cages (2) sont associées les unes aux autres, en forme de cascade.

Zeichnung