DE1190526B - Radarkuppel fuer Flugzeuge mit langgestreckter Anemometernase - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 a4-48/63

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C25734IXd/21a4
14. Dezember 1961
8. April 1965

Die Erfindung bezweckt die Verbesserung von Radarkuppeln für Flugzeuge, die durch eine langgestreckte Anemometernase verlängert sind, die entweder ganz aus dielektrischem Material besteht oder vom freien Ende her über den größten Teil ihrer Länge einen metallischen Abschnitt aufweist. Bekanntlich sind Radarkuppeln, also dielektrische Hüllen zum Schutz von Radarantennen gegen Witterungseinflüsse, manchmal durch Anemometernasen verlängert, die man deshalb gern in dieser Weise anbringt, weil dies die einzige Lage ist, in der sie vor den Störungen geschützt sind, welche von den Stoßwellen beim Flug mit sehr großer Geschwindigkeit stammen.

In diesem Fall erregt die von der Antenne ausgehende Strahlung unter bestimmten Bedingungen eine entlang der Nase geführte Welle, so daß sich die Nase dann wie ein Sekundärstrahler mit ziemlich großer Richtwirkung verhält.

Die Primärstrahlung kann dann durch die Interferenzen mit der Sekundärstrahlung beträchtlich gestört werden, und zwar insbesondere dann, wenn die eigentliche Antenne, die als »Primärantenne« bezeichnet werden soll, gleichachsig zu der Nase liegt.

Der Ubertragungsverlust, d. h. die von der Radarkuppel absorbierte oder reflektierte Energiemenge, und die von der Radarkuppel hervorgerufenen Brechungsfehler werden dann in diesem Bereich beträchtlich vergrößert.

Gemäß der Erfindung ist die Nase bzw. deren dielektrischer Abschnitt teilweise mit einem metallischen Überzug bedeckt, der so angeordnet ist, daß die Interferenzen zwischen der Strahlung der Antenne und der von der Nase hervorgerufenen störenden Sekundärstrahlung vermindert sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt

Fig.l eine nach der Erfindung abgeänderte dielektrische Anemometernase,

F i g. 2 ein Diagramm zur Darstellung der mit einem praktischen Ausführungsbeispiel erhaltenen Verbesserung des Übertragungsverlustes,

F i g. 3 ein Diagramm zur Darstellung der mit dem gleichen Ausführungsbeispiel erhaltenen Verbesserung des Brechungsfehlers und

F i g. 4 eine nach der Erfindung abgeänderte Nase, die über den größten Teil ihrer Länge metallisch ist, aber einen dielektrischen Abschnitt enthält.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine dielektrische Anemometernase 5 in Form eines langgestreckten Kegelstumpfes, der an den gleichfalls kegelstumpfförmigen und dielektrischen Teil 1 der Radarkuppel

Radarkuppel für Flugzeuge mit langgestreckter
Anemometernase

Anmelder:

CSF — Compagnie Generale de Telegraphic

sans FiI, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Rene Beuvain, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 15. Dezember 1960 (846 972)

angefügt ist. Die Nase 5 ist durch die Querschnitte 2 und 3 begrenzt.

In diesem Fall wird nach der Erfindung die dielektrische Nase über eine bestimmte Länge mit einem metallischen Überzug bedeckt, der beispielsweise durch Metallisierung gebildet wird. Der Abstand des hinteren Endes des metallischen Überzugs von der Spitze der Nase sei mit α und der Abstand des vorderen Endes dieses Überzugs von der Spitze der Nase sei mit b bezeichnet; bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 ist b = 0, und α entspricht dem axialen Abstand zwischen den Querschnitten 4 und 3. Die Sekundärstrahlung erfolgt dann nicht mehr über die gesamte Länge der Nase mit einer ziemlich großen Richtwirkung, sondern ist im wesentlichen auf die Enden der metallisierten Zone begrenzt. Sie ist sehr viel stärker diffus, und man verfügt über zwei Parameter, nämlich die Abstände α und b, mit denen die störenden Auswirkungen der Interferenzen mit der Primärstrahlung vermindert werden können. Die optimale Anordnung der Sekundärstrahlungsquellen hängt von dem primären Strahlungsdiagramm, der Lage der Primärantenne, der Form der Radarkuppel und der Nase ab. In der Praxis muß der zu metallisierende Bereich experimentell bestimmt werden; die beiden Parameter α und b

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müssen größenordnungsmäßig bis auf 7/10 genau eingehalten werden, wenn λ die Betriebswellenlänge ist.

In funktechnischer Hinsicht ist es im allgemeinen vorteilhaft, von vornherein b = 0 zu wählen und nur mit dem Parameter α zu arbeiten, weil das nicht- metallisierte freie Ende eine Störung hervorrufen könnte. Im übrigen ist diese Lösung auch zur Ver meidung einer Erosion des vorderen Endes des Überzugs bei großen Geschwindigkeiten vorteilhaft.

Im allgemeinen bedeckt die zu metallisierende Zone den größten Teil der Nase.

In F i g. 2 und 3 sind die Ergebnisse dargestellt, die mit einem praktischen Ausführungsbeispiel er halten worden sind. Die Antenne bestand aus einem Paraboloid von 0,50 m Durchmesser, das von einer Quelle mit vier Kanälen des Monopulstyps ange strahlt wurde. Bekanntlich werden bei Monopulsgeräten Summensignale, die für die Übertragungsverluste empfindlich sind, und Differenzsignale, die ao für die Übertragungsverluste und die Brechungsfehler empfindlich sind, gewonnen. Diese Antenne war durch eine Radarkuppel aus geschichtetem Polyesterglas geschützt, die in der in F i g. 1 gezeig ten Weise durch eine Nase verlängert war; die eigentliche Nase (Länge 2-3) maß 1,20 m. Die Nase war mit einem experimentell ermittelten metallischen Überzug aus kolloidalem Silber bedeckt, der vom freien Ende der Nase her bis zu einem Ab stand a = 1,10 m auf die ganze Länge der Nase aufgebracht war.

In F i g. 2 sind auf der Abszisse die in Grad ge messenen Winkel Θ zwischen der Hauptachse des zur Abtastung des Raumes beweglichen Strahlungsdiagramms der Antenne und der Achse der Nase aufgetragen, während die Ordinate das Quadrat des Betrags des Übertragungsfaktors T der Radarkuppel zeigt, wobei der Ordinatenwert 1 einer verlustfreien Übertragung entspricht.

In Fig. 3 sind die in Minuten ausgedrückten Brechungsfehler ε auf der Ordinate aufgetragen, während auf der Abszisse die gleiche Größe wie im Fall von F i g. 2 aufgetragen ist.

In beiden Diagrammen zeigt die gestrichelte Kurve die Ergebnisse vor dem Anbringen des metallischen Überzugs, während die voll ausgezogene Kurve die entsprechenden Ergebnisse nach dem Aufbringen des metallischen Überzugs darstellt.

Im Fall von F i g. 4 ist die Nase 5 in dem zwischen den Querschnitten 6 und 3 liegenden größten Teil ihrer Gesamtlänge 2-3 metallisch, sie enthält jedoch einen dielektrischen Abschnitt 7, der zwischen den Querschnitten 2 und 6 liegt und die Nase mit dem Teil 1 der Radarkuppel verbindet. Die Sekundärstrahlungsquellen sind dann bereits vorhanden, und zwar bestehen sie aus den Enden 6 und 3 des metallischen Teils; die Lage dieser Quellen entspricht aber im allgemeinen nicht dem Optimum. Man benutzt dann den dielektrischen Abschnitt 7 zur Bildung von zwei weiteren Sekundärstrahlungsquellen, indem dieser Abschnitt teilweise mit einem metallischen Überzug 8 bedeckt wird.

Man verfügt dann wieder über die beiden Parameter α und b, nämlich die Abstände zwischen dem hinteren bzw. dem vorderen Ende der metallisierten Zone und der Spitze der Nase. Diese Abstände werden wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 experimentell so ermittelt, daß die Sekundärstrahlung optimal wird.

Es ist offensichtlich, daß der metallische Überzug entweder durch Metallisierung des betreffenden dielektrischen Teils erhalten werden kann oder auch aus einem Metallteil gebildet sein kann, mit welchem dieser dielektrische Teil verkleidet wird.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Radarkuppel für Flugzeuge, die durch eine langgestreckte Anemometernase verlängert ist, die entweder ganz aus dielektrischem Material besteht oder vom freien Ende her über den größten Teil ihrer Länge einen metallischen Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase bzw. deren dielektrischer Abschnitt teilweise mit einem metallischen Überzug bedeckt ist, der so angeordnet ist, daß die Interferenzen zwischen der Strahlung der Antenne und der von der Nase hervorgerufenen störenden Sekundärstrahlung vermindert sind.

2. Radarkuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ganz aus dielektrischem Material bestehenden Nase der metallische Überzug sich bis zu dem freien Ende der Nase erstreckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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