DE2551366A1 - Radome fuer eine mikrowellenantenne, insbesondere radarantenne - Google Patents

Description

• Radome für eine Mikrowellenantenne,
• insbesondere Radarant enne" Die Erfindung betrifft ein Radome für eine Mikrowellenantenne, das bei Vereisungsgefahr heizbar ist. Als Mikrowellenantenne kommt beispielsweise eine Radarantenne in Betracht, die stationär oder in einem Fahrzeug allgemeiner Art verwendbar ist.
• Als Mittel zum Heizen des in Sandwich-Bauweise aufgebauten Radomes einer Radarantenne ist eine Warmluftheizanlage bekannt, die ein Geblase enthalt und Warmluft gegen die Radome-Innenseite blast. Der Heizwirkungsgrad ist hierbei ralativ schlecht, da der gesamte Radome-Innenraum aufgeheizt wird und der Sandwich- Kern unerwunschterweise als Wärmeisolator wirkt, der die erzeugte Wärme nur zu einem Bruchteil an die erforderliche Stelle, nämlich die äußere Radome-Oberfläche gelangen läßt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radome für eine Mikrowellenantenne anzugeben, dessen äußere Oberfläche im Vergleich zum Stand der Technik wirkungsvoller heizbar ist.
• Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe dicht unter der Radome-Oberfläche mindestens ein elektrisches Heizelement vorgesehen.
• Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei einem dünnen Massiv-Radome anwendbar, das also aus einem einheitlichen oder quasieinheitlichen Material besteht und nicht nach der Sandwich-Bauweise aufgebaut ist. Quasi-einheitlich aufgebaut ist beispielsweise glasfaserverstärktes Kunsthärz' (Kunstharz-Glasgewebe).
• Zweckmäßigerweise ist das mindestens eine elektrische Heizelement des Radomes nach der Erfindung nicht nahe oder an der inneren Radome-Oberfläche im Radome-Innern angeordnet, sondern im Radome-Material selbst eingebettet, und zwar möglichst dicht unter der äußeren Radome-Oberfläche. Das mindestens eine Heizelement besteht bei einer Ausführungsform der Erfindung aus mindestens einem Heizdraht, der zweckmäßigerweise in das Radome-Material einlaminiert ist. Vorzugsweise ist das mindestens eine Heizelement ein z. B. schleifen- oder mäanderförmigzgewundener, sich über die gesamte Radome-Fläche erstreckender Heizdraht, eine Schar paralleler Heizdrähte oder ein Heizdrahtgitter, weil mit einem einzigen geraden Heizdraht natürlich zumindest ein großes Radome nicht kompensiert und eisfrei gehalten werden kann.
• Ubliches Radome-Material, das grundsätzlich bei der Erfindung benutzbar ist, wirkt in elektrischer Hinsicht bekanntlich kapazitiv. Diese Kapazität ist bei einer Ausführungsform der Erfindung breitbandig durch Wahl einer entsprechenden Größe der Induktivität des im Sinne der Erfindung vorgesehenen mindestens einen Heizdrahtes kompensiert.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das mindestens eine elektrische Heizelement aus einem Paralleldrahtgitter aus elektrischen Heizdrähten. Der optimale Drahtabstand der Einzeldrähte dieses Gitters zueinander ist nach Maßgabe der Drahtdurchmesser, der Wandstärke und der Dielektrizitätskonstanten des Radomeaterials (Trägermaterials) zu wählen.
• Bei Glasgewebe-Epoxid als Radome-Material mit einer Wandstärke von 2 mm und bei einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm hat sich in der Praxis für den Betrieb der Mikrowellenantenne im X-Band ein gegenseitiger Drahtabstand Ä = 9,7 mm und für den Betrieb im C-Band ein Drahtabstand A = 19,3 mm als vorteilhaft herausgestellt.
• Bei diesem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel der Erfindung, deren Heizdrähte aus sich kreuzenden Paralleldrahtgittern bestanden, um für Zirkularpolarisation besonders geeignet zu sein, ergaben sich Reflexionsfaktoren, die bei 12 % Bandbreite unter 5 % entsprechend einem VSWR « 1,1 lagen, während die Verluste zwischen 0,2 und 0,3 dB betrugen.
• Der Vorteil der Erfindung hinsichtlich eines im Vergleich zum stand der technik guten Heizwirkungsgrades ergibt sich im wesentlichen dadurch, daß die Heizwärme sehr nahe an der Stelle erzeugt wird, an der sie benötigt wird, nämlich dicht unter der äußeren Radome-Oberfläche.
• Die Erfindung ist nicht nahegelegt durch die Schutzvorrichtung für Radargeräte gemäß der D?-OS 2 321 044. Diese bekannte Schutzvorrichtung besteht aus einem relativ dicken dielektrischen Material, in dessen Inneren mehrere Netze aus Paralleldrahtgittern vorgesehen sind. Diese Drähte sind hierbei derart dimensioniert, daß die Schutzvorrichtung Bandfiltereigenschaften in vorgegebenen Frequenzbereichen aufweist. Eine Radome-Heizung unter Verwendung dieser Drähte als Heizelemente ist in der genannten Offenlegungsschrift nicht angedeutet und wegen der andersartigen Aufgabenstellung durch diese Vorveröffentlichung auch nicht nahegelegt. Analoges gilt für die bekannten elektrisch heizbaren PEW-Heckscheiben mit Heizdrähten.
• Die Abbildung zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Radomes, das im Sinne der Erfindung aufgebaut und für den Betrieb bei zirkularpolarisierten elektromagnetischen Wellen geeignet ist, Dieses Radome besteht aus Gasgewebe-Epoxid mit einlaminierten Heizdrähten, deren Durchmesser beispielsweise 0,25 mm beträgt und die Paralleldrahtgitter aus sich rechtwinklig kreuzenden Scharen zueinander parallelen Heizdrähten mit einem gegenseitigen Drahtabstand A bilden, der im X-Band vorteilhafterweise 9,7 mm und im C-Band 19,3 mm beträgt. Dem linken Teil der Abbildung, der ein Schnittbild 0-D darstellt, ist durch die Legende entnehmbar, daß sich die senkrechten und wagrechten Drähte elektrisch nicht berührten müssen. Die Wandstärke B des dargestellten Radomes betrage beispielsweise 2 mm. Leerseite

Claims (9)

1. Patentansprüche Badome für eine Mikrowellenantenne, insbesondere Radarantenne, mit Mitteln zum Heizen des Radomes bei Vereisungsgefahr, dadurch gekennzeichnet, daß dicht unter der Radome-Oberfläche mindestens ein elektrisches Heizelement vorgesehen ißte
2. 2. Radome nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Heizelement im Radome-Naterial eingebettet ist.
3. 3. Radome nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Heizelement aus mindestens einem Heizdraht besteht.
4. 4. Radome nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Heizdraht in das Radome-Material einlaminiert ist.
5. 5. Radome nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Heizelement aus einer Schar paralleler Heizdrähte besteht.
6. 6. Radome nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Polarisationsunabhängigkbit zwei SchaFen sich rechtwinklig kreuzender Paralleldrähte ein Paralleldrahtgitter bilden.
7. 7. Radome nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrahtinduktivität im Sinne einer Eompensation der Kapazität des Radome-Materials gewählt ist.
8. 8. Radome nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Drahtabstände nach Maßgabe der Radome-Wandstärke und der Dielektrizitätskonstanten des Radome-Naterials gewahlt sind.
9. 9. Radome nach einem der Ansprüche 3 bis 8 mit Glasgewebe-Epoxid als Radome-Material und einer Wandstärke des Radomes von B = 2 mm, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm der gegenseitige Drahtabstand für den Betrieb im C-Band zu Ä = 19,3 mm und im X#ßand zu A = 9,7 mm gewählt ist.