CH685080A5

CH685080A5 - Aufblasbarer Antennenreflektor.

Info

Publication number: CH685080A5
Application number: CH1255/92A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Heller
Original assignee: Contraves Ag
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1995-03-15

Description

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CH 685 080 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen aufblasbaren Antennenreflektor, mit einem fait- und aufblasbaren Spannring und einer darüber aufspannbaren Reflektormembrane.

An Antennenreflektoren werden hohe Anforderungen an die Masshaltigkeit gestellt. Für eine Anwendung im Weltraum muss die Antenne ferner in gepacktem Zustand transportierbar und automatisch entfaltbar sein. Es ist deshalb üblich, entfaltbare oder aufblasbare Vorrichtungen zu verwenden, die mit leichten Elementen auskommen, welche auf ein kleines Volumen packbar sind. Das korrekte und dauerhafte Entfalten ist aber schwierig zu bewerkstelligen.

Ein entfaltbarer Antennenreflektor ist aus der EP-A 0 201 727 bekannt. Bei diesem wird ein bedrückbarer Spannring aufgeblasen, an dem zwei Membranen befestigt sind, wobei die eine ein Laminat mit Metalleinschlüssen trägt und als Reflektor dient und beide Membranen beim Entfalten ballonähnlich aufgeblasen und in dieser Lage ausgehärtet werden. Das Problem bei dieser Antenne besteht darin, dass die exakte Form des Reflektors, meist ein Pa-raboloid, allein unter der Wirkung der Aufblasdrücke herbeigeführt und während des Aushärtens beibehalten werden muss. Insbesondere die Aufrechterhaltung des korrekten Drucks im Hohlraum zwischen den Membranen über längere Zeit erweist sich dabei als schwierig. Nicht auszuschliessen ist auch die Gefahr eines Treffers durch einen Meteoriten während des Aushärtens, was zu einer bleibenden Verformung führt, die nicht mehr durch nachträgliche Bedrückung ausgeglichen werden kann. Schliesslich besteht durch die gasdichte Hülle über dem Reflektor auch das Problem, dass aus dem Laminat austretende Moleküle beim Aushärten nicht abziehen können und dadurch die Transmission beeinträchtigt wird.

Eine andere grossflächige Antenne ergibt sich aus der EP-A 0 327 606. Die darin beschriebene Faltstruktur ist skelettartig aus Rohren gebildet und weist zwischen den Rohren aufgespannte Membranen auf. In den Knotenpunkten sind die Rohre mit speziell zugeschnittenen Kunststofflappen verbunden, so dass eine grosse Genauigkeit und Steifigkeit bei geringem Transportvolumen und Gewicht möglich ist. Will man jedoch das Skelett als Fachwerk für eine Antenne benützen, sind sehr viele Rohre nötig. Es besteht dann das Problem, die vernetzte oder verästelte Struktur für den Transport ins All genügend zu evakuieren und sie im All ohne Eigenbehinderung wieder sequentiell entfalten zu können.

Es besteht daher die Aufgabe, einen aufblasbaren Antennenreflektor zu schaffen, der bei geringem Transportvolumen und Gewicht durch ein einfaches Bedrückungssystem in seine exakte Form gebracht werden kann und diese beibehält.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhaft wirkt sich bei dieser Anordnung aus, dass sie eine statisch bestimmte Struktur aufweist,

an der nur geringe Kräfte wirken, und die daher äusserst leicht gebaut werden kann. Die Masshaltigkeit ist im wesentlichen durch die Genauigkeit bei der Fertigung der Membranen und der Spanten bestimmt und hängt nicht von der Grösse der Kräfte im entfalteten Zustand ab.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen und der nachstehend aufgeführten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer und teilweise aufgeschnittener Darstellung einen erfindungsgemäs-sen aufblasbaren Antennenreflektor.

Fig. 2 zeigt als Ausschnitt eine weitere Ausbildungsform von Distanzstegen.

In Fig. 1 ist ein aufblasbarer Antennenreflektor 1 im Betriebszustand dargestellt. Zwei identisch ausgebildete fait- und aufblasbare Spannringe 2 und 3 sind in bekannter Art unter Gasdruck gesetzt und durch eine Vielzahl von entlang der Spannringe verteilten stabilen Distanzstegen 4 miteinander fest verbunden bzw. in ihrer gegenseitigen Lage gehalten. Beispielsweise sind die hier dargestellten Spannringe 2 und 3 ausgehärtet, also nicht mehr bedrückt, und mit den Distanzstegen 4 zu einer ringförmigen Struktur verklebt.

Uber die beiden Spannringe 2 und 3 und daran befestigt ist je eine Membrane 5 und 6 spiegelsymmetrisch aufgespannt und formgebend durch faltbare, zugfeste Spanten 8 miteinander verbunden. Um die für Antennenreflektoren bevorzugte paraboloid-artige Form der Membranen 5 und 6 zu erreichen, sind die Spanten 8 vorzugsweise als konzentrische Ringe mit von innen nach aussen zunehmender Breite, wie Höhenkurven, ausgebildet und orthogonal zu einer virtuellen Symmetrieebene 7 angeordnet.

Vorzugsweise bestehen die Spanten 8 aus grossmaschigen Netzen aus dünnen Kevlarfäden und sind mit den Membranen 5 und 6 präzise und kraftschlüssig verbunden. Die Membranen 5 und 6 bestehen vorzugsweise aus einem offenmaschigen Gewebe, z.B. Kevlar. Mindestens eine der Membranen ist in an sich bekannter Art als reflektierende Schicht ausgebildet und weist somit eine metallische Beschichtung auf, z.B. ein metallisch beschichtetes Gewebe, dessen Maschenweite durch die zu reflektierende Wellenlänge bestimmt ist.

Gemäss Fig. 2 sind die beiden aufblasbaren Spannringe 2 und 3 durch ein Fachwerk aus falt-und aufblasbaren und gegebenenfalls aushärtbaren Distanzstegen 9 in ihrer gegenseitigen Lage gehalten.

Durch das Evakuieren nur der Spannringe 2 und 3 sowie gegebenenfalls der Distanzstege 9 ist der Antennenreflektor gemäss Fig. 1 oder 2 auf ein kleines Volumen verpackbar und weist insbesondere nur ein kleines Bedrückungsvolumen auf. Bei jedem erneuten Entfalten entsteht wieder die auf die Symmetrieebene 7 justierte Form, die weitgehend unabhängig vom Bedrückungsvolumen und vom zu verwendenden Gasdruck ist. Werden die bedrückten Elemente, Spannringe 2 und 3 und Distanzstege 9, ausgehärtet, entfällt eine ständige Bedrük-

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kung. Die Verwendung des beanspruchten Antennenreflektors ist nicht auf den Weltraum beschränkt.

Claims

Patentansprüche

1. Aufblasbarer Antennenreflektor mit einem falt-und aufblasbaren Spannring und einer darüber aufspannbaren Reflektormembrane, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spannringe (2, 3) und mit diesen zusammenwirkend mindestens ein Distanzsteg (4, 9) sowie faltbare, zugfeste Spanten (8) zum formgebenden Verbinden zweier spiegelsymmetrisch aufspannbarer Membranen (5, 6), mindestens eine davon als Reflektormembrane ausgerüstet, vorgesehen sind.

2. Antennenreflektor gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannringe (2, 3) durch eine Vielzahl von entlang der Spannringe verteilter, stabiler Distanzstege (4) in ihrer gegenseitigen Lage gehalten sind.

3. Antennenreflektor gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannringe (2, 3) durch ein Fachwerk aus fait- und aufblasbaren Distanzstegen (9) in ihrer gegenseitigen Lage gehalten sind.

4. Antennenreflektor gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanten (8) aus einem grossmaschigen Netz aus dünnen Fäden bestehen.

5. Antennenreflektor gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Spanten (8) orthogonal zu einer Symmetrieebene (7) verlaufende, konzentrische Ringe mit nach aussen zunehmender Breite angeordnet sind.

6. Antennenreflektor gemäss Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen (5, 6) aus einem offenmaschigen Gewebe bestehen, wobei die Fäden mindestens einer der Membranen metallisch beschichtet sind.

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