BR112019016647B1

BR112019016647B1 - Capô de antena de aeronaves com transparência de faixa de frequências

Info

Publication number: BR112019016647B1
Application number: BR112019016647-5A
Authority: BR
Inventors: Dan Ammar
Original assignee: Vu Systems, LLC
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2023-04-25
Also published as: EP3619041B1; EP3619041A1; BR112019016647A2; CA3055774A1; CA3055774C; WO2018204107A1; EP3619041A4; US11031685B2; US20200136245A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um capô de antena, que tem uma primeira parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa X, e uma segunda parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa W. A segunda parte pode ser um inserto, que é fixado no capô de antena em uma abertura formada nele. O inserto pode ter uma estrutura de camadas múltiplas com primeira, segunda e terceiras camadas, uma quarta camada de espuma entre a primeira e a segunda camadas, e uma quinta camada de espuma entre a segunda e a terceira camadas. O inserto pode incluir vários elementos de reforço, ou nervuras, alongados, espaçados entre si entre a primeira e a segunda camadas e entre a segunda e a terceira camadas, que se estendem ao longo de uma direção longitudinal definida pelo inserto. O inserto pode ter uma configuração de seção transversal serrilhada.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido de patente reivindica o benefício e a prioridade do pedido de patente provisório U.S. de n° 62/500.311, depositado em 2 de maio de 2017, cuja descrição é incorporada por referência no presente relatório descritivo como se mostrado na sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se, de uma maneira geral, a aeronave e, mais particularmente, a capôs de antenas de aeronaves.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Um capô de antena é um fechamento à prova d'água, estrutural, que é usado tipicamente para proteger a antena de radar ou outros sistemas formadores de imagens do meio ambiente. Tipicamente, um capô de antena é construído de um material que atenua minimamente o sinal eletromagnético, transmitido ou recebido pela antena protegida pelo capô de antena. Com relação à aeronave, as antenas de radares são montadas tipicamente dentro de um capô de antena para proteção delas. Dependendo do tipo e da localização da antena de radar, o capô de antena pode ser formado e posicionado como o nariz da aeronave, uma parte da asa ou da fuselagem, ou a cauda da aeronave. A Figura 1 ilustra uma aeronave 10 tendo um capô de antena de nariz 12 montado em um anteparo da aeronave 10.

[004] Os capôs de antenas para aeronaves precisam ter uma resistência mecânica suficiente para suportar as cargas aerodinâmicas impostas e serem resistentes a dano físico induzido externamente, tais como colisões de pássaros, granizo e similares. Além disso, os capôs de antenas têm, tipicamente, uma superfície externa lisa para minimizar a resistência aerodinâmica. Há muitos diferentes tipos de materiais, usados na construção de capôs de antenas de aeronaves, e muitas diferentes configurações de seções transversais, incluindo construções de camadas únicas (feitas, tipicamente, de um material composto) e construções intercaladas de camadas múltiplas intercalada A, intercalada B e intercalada C. Os materiais exemplificativos incluem fibra de vidro, poli-tetrafluoroetileno (PTFE), tecidos revestidos e espumas de poliuretano.

SUMÁRIO

[005] Deve-se entender que este sumário é proporcionado para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada, os conceitos sendo ainda descritos abaixo na DESCRIÇÃO DETALHADA. Este sumário não pretende identificar os aspectos básicos ou os aspectos essenciais desta invenção, nem pretende limitar o âmbito da invenção.

[006] De acordo com algumas concretizações da presente invenção, um capô de antena tem um corpo curvo, configurado para ser preso em uma aeronave. Em algumas concretizações, o capô de antena é um capô de antena de nariz de aeronave e o corpo e um corpo em forma de ogiva. O corpo tem uma primeira parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa X (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 8,0 GHz a cerca de 12,6 GHz), e uma segunda parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa W (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 75 GHz a cerca de 100 GHz).

[007] A segunda parte pode ser um inserto, que é fixado no corpo em uma abertura formada nele. O inserto tem uma configuração, que substancialmente se conforma a uma forma do corpo no qual o inserto é localizado. Em algumas concretizações, o inserto tem uma estrutura de camadas múltiplas (por exemplo, uma estrutura de sanduíche C, etc.) compreendendo primeira, segunda e terceira camadas de materiais sólidos, uma quarta camada de espuma entre a primeira e a segunda camadas, e uma quinta camada de espuma entre a segunda e a terceira camadas. Um material exemplificativo para a primeira, a segunda e a terceira camadas são de resina de éster de cianato (CE) em um substrato de quartzo (por exemplo, tecido). Um material exemplificativo para a quarta e a quinta camadas é espuma de poliuretano.

[008] Em algumas concretizações, a primeira camada tem uma espessura de cerca de 0,076 cm (0,03 polegada), ambas a segunda e a terceira camadas têm uma espessura de cerca de 0,102 cm (0,04 polegada), e a quarta e a quinta camadas têm ambas uma espessura de cerca de 0,122 cm (0,048 polegada).

[009] Em algumas concretizações, o inserto inclui vários elementos, ou nervuras, de reforço alongados, separados entre si entre a primeira e a segunda camadas e entre a segunda e a terceira camadas, que se estendem ao longo de uma direção longitudinal definida pelo inserto. Em algumas concretizações, aqueles adjacentes dos vários elementos de reforço alongados são espaçados entre si por cerca de 2,54 cm (1,0 polegada).

[0010] Em algumas concretizações, o inserto tem uma configuração de seção transversal de dente de serra ou serrilhada.

[0011] De acordo com outras concretizações da presente invenção, um capô de antena tem um corpo curvo, que é configurado para ser preso em uma aeronave. Um inserto é fixado no corpo em uma abertura formada nele. O inserto tem uma configuração que se conforma substancialmente a uma forma curva do corpo, e o inserto também inclui uma configuração de seção transversal de dente de serra ou serrilhada. O corpo é transparente à energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 8,0 GHz a cerca de 12,6 GHz, e o inserto é transparente à energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 75 GHz a cerca de 100 GHz. Em algumas concretizações, o capô de antena é um capô de antena de nariz de aeronave, e o corpo é um corpo em forma de ogiva.

[0012] Em algumas concretizações, o inserto tem uma estrutura de camadas múltiplas (por exemplo, uma estrutura de sanduíche C, etc.) compreendendo primeira, segunda e terceira camadas de materiais sólidos, uma quarta camada de espuma entre a primeira e a segunda camadas, e uma quinta camada de espuma entre a segunda e a terceira camadas. Um material exemplificativo para a primeira, a segunda e a terceira camadas são de resina de éster de cianato (CE) em um substrato de quartzo (por exemplo, tecido). Um material exemplificativo para a quarta e a quinta camadas é espuma de poliuretano.

[0013] Em algumas concretizações, a primeira camada tem uma espessura de cerca de 0,076 cm (0,03 polegada), ambas a segunda e a terceira camadas têm uma espessura de cerca de 0,102 cm (0,04 polegada), e a quarta e a quinta camadas têm ambas uma espessura de cerca de 0,122 cm (0,048 polegada).

[0014] Em algumas concretizações, o inserto inclui vários elementos, ou nervuras, de reforço alongados, separados entre si entre a primeira e a segunda camadas e entre a segunda e a terceira camadas, que se estendem ao longo de uma direção longitudinal definida pelo inserto. Em algumas concretizações, aqueles adjacentes dos vários elementos de reforço alongados são espaçados entre si por cerca de 2,54 cm (1,0 polegada).

[0015] De acordo com algumas concretizações da presente invenção, um capô de antena tem um corpo configurado para ser preso em uma aeronave. O corpo tem uma primeira parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa X (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 8,0 GHz a cerca de 12,6 GHz), e uma segunda parte, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa W (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 75 GHz a cerca de 100 GHz). A segunda parte pode ser um inserto, que é fixado no corpo em uma abertura formada nele. O inserto tem uma configuração, que substancialmente se conforma a uma forma do corpo no qual o inserto é localizado. Em algumas concretizações, o inserto tem uma estrutura de camadas múltiplas (por exemplo, uma estrutura intercalada C, etc.) compreendendo primeira, segunda e terceira camadas de materiais sólidos, uma quarta camada de espuma entre a primeira e a segunda camadas, e uma quinta camada de espuma entre a segunda e a terceira camadas. Um material exemplificativo para a primeira, a segunda e a terceira camadas são de resina de éster de cianato (CE) em um substrato de quartzo (por exemplo, tecido). Um material exemplificativo para a quarta e a quinta camadas é espuma de poliuretano.

[0016] Em algumas concretizações, a primeira camada tem uma espessura de cerca de 0,076 cm (0,03 polegada), ambas a segunda e a terceira camadas têm uma espessura de cerca de 0,102 cm (0,04 polegada), e a quarta e a quinta camadas têm ambas uma espessura de cerca de 0,122 cm (0,048 polegada).

[0017] Em algumas concretizações, o inserto inclui vários elementos, ou nervuras, de reforço alongados, separados entre si entre a primeira e a segunda camadas e entre a segunda e a terceira camadas, que se estendem ao longo de uma direção longitudinal definida pelo inserto. Em algumas concretizações, aqueles adjacentes dos vários elementos de reforço alongados são espaçados entre si por cerca de 2,54 cm (1,0 polegada).

[0018] Em algumas concretizações, o inserto tem uma configuração de seção transversal de dente de serra ou serrilhada.

[0019] Deve-se notar que os aspectos da invenção, descritos com relação a uma concretização, podem ser incorporados em uma concretização diferente, embora não descrita especificamente relativa a ela. Isto é, todas as concretizações e/ou aspectos de qualquer concretização podem ser combinados em qualquer modo e/ou combinação. O requerente se reserva o direito de mudar qualquer reivindicação depositada originalmente ou qualquer nova reivindicação depositada consequentemente, incluindo o direito de poder emendas qualquer reivindicação depositada originalmente para depender de, e/ou incorporada, um aspecto de qualquer outra reivindicação embora não reivindicada originalmente dessa maneira. Esses e outros objetos e/ou aspectos da presente invenção são explicados em detalhes abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0020] Os desenhos em anexo, que formam uma parte do relatório descritivo, ilustram várias concretizações da presente invenção. Os desenhos e a descrição servem conjuntamente para explicar inteiramente as concretizações da presente invenção.

[0021] A Figura 1 é uma ilustração de uma aeronave com um capô de antena de nariz convencional.

[0022] A Figura 2 é uma vista em seção transversal de um capô de antena de nariz para uma aeronave, de acordo com algumas concretizações da presente invenção, e que ilustra a localização dentro dele de um sensor e uma antena de radar, e um dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo.

[0023] A Figura 3A é uma vista lateral do capô de antena da Figura 2 com uma abertura formada nele para um inserto, de acordo com algumas concretizações da presente invenção.

[0024] A Figura 3B é uma vista em seção transversal do capô de antena da Figura 3A tomada ao longo da linha 3B - 3B e ilustrando a abertura formada nele.

[0025] A Figura 3C é uma vista em planta pelo fundo do capô de antena da 3A ilustrando a abertura formada nele.

[0026] A Figura 4 é uma vista em planta pelo fundo do capô de antena da 3A ilustrando um inserto fixado no capô de antena na abertura das Figuras 3A - 3C, de acordo com algumas concretizações da presente invenção.

[0027] A Figura 5 é uma vista em seção transversal lateral, parcial do capô de antena da Figura 2 ilustrando o ângulo e a direção da energia de micro-ondas por um dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo, alojado dentro do capô de antena.

[0028] A Figura 6 é uma vista em perspectiva pelo fundo do capô de antena da Figura 3A ilustrando o inserto da Figura 4 preso dentro da abertura dele.

[0029] A Figura 7 é uma vista em perspectiva do inserto da Figura 4.

[0030] A Figura 8A é uma vista em planta do inserto da Figura 7.

[0031] A Figura 8B é uma vista em seção transversal do inserto da Figura 8A tomada ao longo da linha 8B - 8B.

[0032] A Figura 8C é uma vista parcial ampliada de uma parte do inserto ilustrado na Figura 8B.

[0033] A Figura 9 é uma vista lateral exagerada do inserto da Figura 4 ilustrando a configuração serrilhada do inserto, de acordo com algumas concretizações da presente invenção.

[0034] A Figura 10 é uma vista lateral exagerada do inserto da Figura 4 tomada ao longo da linha 10 - 10 na Figura 8A.

[0035] As Figuras 11A - 11C são tabelas resumindo a perda de transmissão de energia de micro-ondas de faixa W pelo inserto da Figura 4, de acordo com algumas concretizações da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0036] A presente invenção vai ser descrita a seguir mais inteiramente com referência às figuras em anexo, nas quais as concretizações da invenção são mostradas. Esta invenção pode ser, no entanto, incorporada em muitas diferentes formas e não deve ser considerada como limitada às concretizações apresentadas no presente relatório descritivo. Os números similares se referem a elementos similares ao longo de toda a descrição. Nas figuras, determinados componentes ou aspectos podem ser exagerados para clareza. Além disso, a sequência de operações (ou etapas) não é limitada à ordem apresentada nas figuras e/ou reivindicações, a menos que indicado especificamente de outro modo. Os aspectos descritos com relação a uma figura ou concretização podem ser associados com outra concretização ou figura, embora não descrita ou mostrada especificamente como tal.

[0037] Deve-se entender que quando um elemento é referido como sendo "acoplado" ou "conectado" a outro elemento, ele pode ser diretamente acoplado ou conectado ao outro elemento, ou elemento intermediários podem também estar presentes. Em comparação, quando um elemento é referido como sendo "acoplado diretamente" ou "conectado diretamente" a outro elemento, não há quaisquer elementos intermediários presentes. Os números similares se referem a elementos similares ao longo de toda a descrição. Como usado no presente relatório descritivo, o termo e/ou inclui qualquer uma e todas as combinações de um ou mais dos itens listados associados.

[0038] Além disso, os termos espacialmente relativos, tais como "sob", "abaixo", "inferior", "sobre", "superior" e similares, podem ser usados no presente relatório descritivo para facilidade de descrição, para descrever um elemento ou aspecto relacionado a um ou mais outros elementos ou aspectos, como ilustrado nas figuras. Deve-se entender que os termos espacialmente relativos são tencionados para abranger diferentes orientações do dispositivo em uso ou operação, além da orientação descrita nas figuras. Por exemplo, se o dispositivo nas figuras for girado, os elementos descritos como "sob" ou "abaixo" de outros elementos ou aspectos vão ser então orientados "sobre" os outros elementos ou aspectos. Desse modo, o termo exemplificativo "sob" pode abranger ambas as orientações de acima e abaixo. O dispositivo pode ser diferentemente orientado (girado 90 graus ou a outras orientações) e os descritos espacialmente relativos usados no presente relatório descritivo interpretados consequentemente.

[0039] A terminologia usada no presente relatório descritivo é para a finalidade de descrever concretizações particulares apenas e não é tencionada para ser limitante da invenção. Como usado no presente relatório descritivo, as formas singulares "um", "uma", "o" e "a" são tencionadas para incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outro modo. Como usados no presente relatório descritivo, os termos "compreender", "compreendendo", "compreende", "inclui", "incluindo", "inclui", "ter", "tem", "tendo" ou suas variantes são ilimitados, e incluem um ou mais aspectos, números inteiros, elementos, etapas, componentes ou funções indicadas, mas não exclui a presença ou adição de um ou mais outros aspectos, números inteiros, elementos, etapas, componentes, funções ou grupos deles. Além do mais, como usado no presente relatório descritivo, a abreviação comum "e.g.", que deriva do termo latino "exempli gratia", pode ser usada para introduzir ou especificar um exemplo genérico de um item mencionado previamente, e não é tencionado para ser limitante desse item. A abreviação comum "i.e.", que deriva do termo latino "id est", pode ser usada para especificar para especificar um item particular de uma indicação mais genérica.

[0040] Como usado no presente relatório descritivo, o termo "e/ou" inclui qualquer uma e todas as combinações de um ou mais dos itens listados associados e pode ser abreviado como "I";

[0041] Deve-se entender que embora os termos, tais como "primeiro" e "segundo", sejam usados no presente relatório descritivo para descrever os vários aspectos ou elementos, esses aspectos ou elementos não devem ser limitados por esses termos. Esses termos são apenas usados para distinguir um aspecto ou elemento de outro aspecto ou elemento. Desse modo, um primeiro aspecto ou elemento discutido abaixo pode ser denominado um segundo aspecto ou elemento, e, de modo similar, um segundo aspecto ou elemento discutido abaixo pode ser denominado um primeiro aspecto ou elemento sem se afastar dos ensinamentos da presente invenção.

[0042] O termo "cerca de", como usado com relação a um valor ou número, significa que o valor ou número pode variar por ± vinte por cento (20%).

[0043] A menos que definido de outro modo, todos os termos (incluindo os termos técnicos e científicos) usados no presente relatório descritivo têm os mesmos significados que aqueles comumente entendidos pelas pessoas versadas na técnica a qual esta invenção pertence. Deve-se ainda entender que esses termos, tais como aqueles definidos em dicionários de uso comum, devem ser interpretados como tendo significados, que são consistentes com seus significados no contexto do relatório descritivo e da técnica relevante, e não devem ser interpretados em um sentido formal idealizado ou excessivo, a menos que assim definidos especificamente no presente relatório descritivo. As funções ou construções bem conhecidas podem não ser descritas em detalhes para brevidade e/ou clareza.

[0044] De acordo com as concretizações da presente invenção, um novo projeto de capô de antena é proporcionado, que é configurado para reduzir as perdas por transmissão e recepção (por exemplo, < 0,25 dB) em frequências de faixa X e (< 0,75 dB) em faixa W acima de uma amplitude de faixa de 20 GHz, e também proporciona uma forte estrutura, adequada para uso com aeronave de alta velocidade. Com referência inicial à Figura 2, um capô de antena de nariz 12 para uma aeronave é ilustrado fechando um dispositivo de formação de imagens de radar 20 e uma antena 22, e um dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. O capô de antena 12 tem um corpo curvo 14, que é configurado para ser preso em uma aeronave. Tipicamente, o corpo 14 é um corpo em forma de ogiva. O corpo de capô de antena 14 é construído de modo que seja transparente à energia de micro-ondas de faixa X (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 0,8 GHz a cerca de 12,6 GHz), emitida pelo dispositivo de formação de imagens de radar 20. O dispositivo de formação de imagens de radar 20 tipicamente varre sua antena 22 para manter um pequeno ângulo incidente relativo à superfície do capô de antena.

[0045] As concretizações da presente invenção não são limitadas aos capôs de antenas localizados no nariz de uma aeronave. Os capôs de antenas de acordo com as concretizações da presente invenção podem ser posicionados em vários outros locais sem limitação, tais como em uma asa, uma fuselagem ou em uma cauda de uma aeronave, etc.

[0046] Uma parte do corpo de capô de antena 14 é construída de modo que seja transparente à energia de micro-ondas de faixa X (isto é, energia de micro-ondas em uma faixa de frequências de cerca de 75 GHz a cerca de 100 GHz), emitida pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. Na Figura 2, o dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 é montado abaixo do dispositivo de formação de imagens de radar 20 e tem uma antena fixa. Como tal, os ângulos incidentes de ondas magnéticas não podem ser alterados pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. A energia eletromagnética de faixa W do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 contata, por conseguinte, uma parte inferior do capô de antena 12 a ângulos incidentes muito amplos.

[0047] Em virtude do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 ser posicionado abaixo do dispositivo de formação de imagens de radar 20 e ser angulado descendentemente (por exemplo, cerca de cinco graus (5°), a visão do furo do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 faz um ângulo relativo com o capô de antena 12 de aproximadamente sessenta e cinco graus (65°), como ilustrado na Figura 5. A energia de microondas emitida do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 é ilustrada pela região sombreada R da Figura 5. Essa energia emitida R define uma área 16 do corpo de capô de antena 14, que é configurado para ser transparente à energia de microondas W emitida pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. Essa área 16 tem uma parte mais à esquerda 16A e uma parte mais à direita 16B, como mostrado na Figura 5.

[0048] Em algumas concretizações, o corpo de capô de antena 14 tem uma estrutura unitária com uma área 16, que é transparente à energia de micro-ondas de faixa W, metida pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30, e o restante do corpo de capô de antena 14 transparente à energia de micro-ondas de faixa X, emitida pelo dispositivo de formação de imagens de radar 20. Em outras concretizações, o corpo de capô de antena 14 é construído com uma abertura 18 (Figuras 3A - 3C), configurada para receber um inserto 40 (Figuras 4, 6, 7), que é transparente à energia de micro-ondas de faixa W, emitida pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. A área da abertura 16 é selecionada para ser a área pela qual a energia de micro-ondas de faixa W pode ser emitida pelo dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30, em consequência da localização e da posição do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30 dentro do capô de antena 12.

[0049] Em uma concretização exemplificativa ilustrada na Figura 4, a abertura 16 é configurada para receber um inserto 40 tendo uma forma geralmente elíptica com uma amplitude de cerca de 38 centímetros (30 cm) (15 polegadas - 15") e um comprimento de cerca de 76 centímetros (76 cm) (30 polegadas - 30"). No entanto, as concretizações da presente invenção não são limitadas a uma forma ou tamanho particular do inserto 40, que possa ser fixado em um capô de antena 12. Os insertos 12 tendo várias formas e tamanhos podem ser utilizados de acordo com as concretizações da presente invenção.

[0050] Como mostrado nas Figuras 6 e 7, o inserto 40 ilustrado tem uma configuração curva, que substancialmente se conforma com a forma curva do corpo de capô de antena 14, no qual o inserto 40 é localizado. O capô de antena 12 pode ser fabricado com o inserto 40, por exemplo, por extensão das camadas superior e inferior (isto é, uma primeira e uma terceira camadas 42a, 42c) do inserto 40 sobre a borda do corte de capô de antena (isto é, a abertura 18, Figura 3B) ou por uso de um filme de epóxi ou de uma camada de quartzo de éster de cianato pré-impregnado em torno da borda do corte e cura dele na temperatura adequada sob condições de vácuo. As técnicas que são comumente usadas para emenda de capôs de antenas (para reparo de dano) também podem ser usadas para prender o inserto de capô de antena 40 em um capô de antena 12.

[0051] Em algumas concretizações, o inserto 40 tem uma estrutura de camadas múltiplas (por exemplo, uma estrutura de sanduíche C, etc.) compreendendo primeira, segunda e terceira camadas 42a, 42b, 42c de laminado sólido, como ilustrado nas Figuras 8B e 8C. Uma quarta camada de espuma 44a é posicionada entre a primeira e a segunda camadas 42a, 42b, e uma quinta camada 44b é posicionada entre a segunda e a terceira camadas 42b, 42c. Em algumas concretizações, a primeira, a segunda e a terceira camadas laminadas sólidas 42a, 42b, 42c são formadas de resina de éster de cianato (CE) em um tecido de quartzo. No entanto, outros materiais e configurações são possíveis para a primeira, a segunda e a terceira camadas 42a, 42b, 42c. Em algumas concretizações, a quarta e a quinta camadas 44a, 44b são de espuma, tal como espuma de poliuretano. No entanto, outros tipos de espuma, bem como outros materiais, podem ser utilizados para a quarta e a quinta camadas 44a, 44b. Por exemplo, em algumas concretizações, a quarta e a quinta camadas 44a, 44b podem ser um material de estrutura alveolar, tal com um alvéolo de quartzo.

[0052] Uma camada protetora externa 45 (Figura 9), tal como tinta de poliuretano ou de elastômero fluorado, é adicionada, tipicamente, à camada externa (isto é, a terceira camada 42c) do inserto 40, para proporcionar proteção de chuva e umidade. A camada protetora também proporciona resistência ao acúmulo estático, protege de lampejo de calor, e pode aperfeiçoar o desempenho, particularmente, em situações adversas de aquecimento aerodinâmico.

[0053] Em algumas concretizações, a primeira camada 42a tem uma espessura de cerca de 0,076 cm (0,03 polegada), a segunda e a terceira camadas 42b, 42c têm ambas uma espessura de cerca de 0,102 cm (0,04 polegada), e a quarta e a quinta camadas têm ambas uma espessura de cerca de 0,122 cm (0,048 polegada). No entanto, outras espessuras são possíveis.

[0054] O inserto 40 ilustrado inclui vários elementos, ou nervuras, de reforço alongados, separados entre si 50 (Figuras 8B - 8C) posicionados entre a primeira e a segunda camadas e entre a segunda e a terceira camadas 42a, 42b, que se estendem ao longo de uma direção longitudinal L1 definida pelo inserto. Em algumas concretizações, as nervuras alongadas 50 são formadas de resina de éster de cianato (CE) em um substrato (por exemplo, tecido) de quartzo. No entanto, outros materiais e configurações são possíveis. Em algumas concretizações, uma distância D1, entre aqueles adjacentes dos vários elementos de reforço alongados 50 é cerca de 2,5 cm (1,0 polegada). No entanto, os elementos de reforço 50 podem ser espaçados entre si por outras distâncias, maiores ou menores, sem limitação.

[0055] O requerente descobriu que o projeto de cinco camadas do inserto 40 da presente invenção pode obter uma capacidade de faixa ampla (acima de 20%) em ambas as faixas de baixas (< 10 GHz) e altas (80 a 100 GHz) frequências. O requerente verificou que uma estrutura de três camadas tem uma maior eficiência de transmissão de energia em determinadas faixas de frequências, mas a faixa de frequências é estreita (< 5%), e que uma estrutura com sete camadas tem uma amplitude de faixa em faixa de frequências baixas, mas a amplitude faixa em uma faixa de altas frequências é insuficientemente ampla (5%).

[0056] Com referência às Figuras 9 e 10, em algumas concretizações, durante a fabricação, o inserto 40 é formado de modo que tenha uma configuração de seção transversal de dente de serra ou serrilhada (por exemplo, por meio de moldagem a vácuo, etc.). Deve-se notar, no entanto, que a configuração serrilhada do inserto 40 nas Figuras 9 e 10 é bastante exagerada para clareza. A profundidade de qualquer serrilhagem na superfície 46 do inserto é tipicamente inferior a 0,25 cm (um décimo de polegada - 0,1"), para reduzir os efeitos aerodinâmicos negativos no inserto de capô de antena 40, quando em uso. Essa configuração serrilhada reduz o ângulo de incidência do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30, desse modo, reduzindo o comprimento da rota pelo material do capô de antena 40. A configuração serrilhada pode ser considerada uma série de janelas estreitas escalonadas, de modo a formar o ângulo desejado integral da janela relativo ao eixo primário do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. A superfície de cada uma dessas janelas estreitas apresenta um ângulo de menor incidência com a linha de visão do dispositivo de formação de imagens de ondas milimétricas passivo 30. Como ilustrado na Figura 10, a configuração serrilhada pode reduzir o ângulo de incidência por até cerca de vinte graus (20°), desse modo, reduzindo as perdas de transmissão e reflexão do inserto 40.

[0057] As Figuras 11A - 11C ilustram as perdas para o inserto de capô de antena 40 descrito acima. As perdas em frequências de faixas W acima de uma amplitude de faixa de 20 GHz são abaixo de 0,75 dB, e as perdas em faixa X são abaixo de 0,25 dB.

[0058] O que foi apresentado acima é ilustrativo da presente invenção e não deve ser considerado como limitante dela. Embora umas poucas concretizações exemplificativas desta invenção tenham sido descritas, aqueles versados na técnica vão considerar facilmente que muitas modificações são possíveis nas concretizações exemplificativas, sem se afastar materialmente dos ensinamentos e das vantagens desta invenção. Consequentemente, todas essas modificações são tencionadas para serem incluídas dentro do âmbito desta invenção como definido nas reivindicações. A invenção é definida pelas reivindicações apresentadas a seguir, com os equivalentes das reivindicações sendo incluídos nelas.

Claims

1. Capô de antena (12), caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo curvo (14) configurado para ser preso em uma aeronave, em que o corpo (14) é transparente para a energia de microondas de banda X em uma faixa de frequência de cerca de 8,0 GHz a cerca de 12,6 GHz; e um inserto (40) que é fixado no corpo (14) em uma abertura formada no corpo (14), e em que o inserto (40) é transparente para a energia de micro-ondas de banda W em uma faixa de frequência de cerca de 75 GHz a cerca de 100 GHz, em que o inserto (40) tem uma configuração, que substancialmente se conforma a uma forma curva do corpo (14).

2. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o inserto (40) tem uma estrutura de camadas múltiplas compreendendo primeira, segunda e terceira camadas de laminados sólidos (42a, 42b, 42c), uma quarta camada de espuma (44a) entre a primeira e a segunda camadas (42a, 42b), e uma quinta camada de espuma (44b) entre a segunda e a terceira camadas (42b, 42c).

3. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira, a segunda e a terceira camadas são camadas de laminado sólido (42a, 42b, 42c), cada uma compreendendo resina de éster de cianato (CE) em um substrato de quartzo, e em que a quarta e a quinta camadas (44a, 44b) compreendem espuma de poliuretano.

4. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (42a) tem uma espessura de cerca de 0,03 polegada, isto é, 0,762 mm, em que ambas a segunda e a terceira camadas (42b, 42c) têm uma espessura de cerca de 0,04 polegada, isto é, 1,016 mm, e em que a quarta e a quinta camadas (44a, 44b) têm ambas uma espessura de cerca de 0,048 polegada, isto é, 1,2192 mm.

5. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a estrutura de camadas múltiplas é uma estrutura de sanduíche C.

6. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o inserto (40) compreende ainda vários elementos de reforço alongados (50), separados entre si entre a primeira e a segunda camadas (42a, 42b) e entre a segunda e a terceira camadas (42b, 42c).

7. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os vários elementos de reforço alongados (50) se estendem ao longo de uma direção longitudinal definida pelo inserto (40).

8. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que aqueles adjacentes dos vários elementos de reforço alongados (50) são espaçados entre si por cerca de 1,0 polegada, isto é, 25,4 mm.

9. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o inserto (40) tem uma configuração de seção transversal serrilhada.

10. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo (14) é um corpo (14) em forma de ogiva.

11. Capô de antena (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o capô de antena (12) é um capô de antena (12) de nariz de aeronave.