DE3237486A1 - Entfaltbares sensorsystem - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Entfaltbares Sensorsystem Die Erfindung betrifft ein entfaltbares Sensorsystem wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.
• Üblicherweise werden Sensoren an Abwurfkörpern an Gelenkkonstruktionen oder Ausleger angebracht. Die Sensoren sollen eine möglichst große Antennenfläche besitzen.
• Soll eine Vielzahl von Abwurfkörpern mit Sensoren in einem Trägersystem für Abwurfkörper untergebracht werden, so ergeben sich Schwierigkeiten bei der Packung, dem Transport und der ordnungsgemäßen Entfaltung der Sensoranordnung im Einsatz. Unsymmetrische Systeme ergeben beim Transport (auf der Flugbahn) Rundlaufprobleme bei drallstabilisierter Munition. Lange Lagerzeiten vor dem Einsatz erfordern zusätzlich einen hermetischen Abschluß der Sensoren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches entfaltbares Sensorsystem der eingangs genannten Art anzugeben, das mit möglichst wenig Stauraum im Lager- und Transportzustand auskommt, das einen wirkungsvollen Schutz gegen Umwelteinflüsse bei der Lagerung hat, möglichst wenig wiegt, einfach herstellbar ist und hohe Betriebssicherheit aufweist.
• Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannte Erfindung gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird nun mit einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• In FIG. 1 ist ein rotationssymmetrischer Abwurfkörper mit Sensorträger 2 und Sensor 3 dargestellt. Die Figur zeigt das Sensorsystem im zusammengefalteten Zustand.
• Der Sensor 3 ist in der Mitte einer zusammengefalteten Hülle 5 sowie zusätzlich mittels dreier Drahtseile 4 befestigt. Die anderen Enden der Drahtseile 4 sind an einem als Reflektor (6) ausgebildeten Reflektorträger 2 befestigt. Über eine Zuleitung 8 kann die Hülle 5 durch ein flüssiges oder gasförmiges Treibgas eines Druckbehälters 7 aiif geb lasen wereSetl.
• FIG. 2 zeigt die Hülle 5 im aufgebla-senen Zustand in Seitenansicht und FIG. 3 in Draufsicht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß die Lage des Sensors 3, die Befestigung der Halteseile 4 und die-Gestalt der Hülle 5 im aufgeblasenen Zustand deutlich erkennbar sind.
• Die Länge der Drahtseile ist zur Justierung des Sensorsystems einstellbar ausgeführt und kann mittels bekannter Vorrichtungen eingestellt werden. Die Hülle 5 besteht aus einem die Sensorfunktion nur unwesentlich beeinflussenden dielektrischen Werkstoff, der hinreichend flexibel und reißfest sein muß, um einen Faltvorgang beim Aufblasen zu überstehen. Als Werkstoff für die Hülle 5 hat sich faserverstärktes Polytetrafluoräthylen (PTFE) besonders bewährt, dessen Dicke kleiner als 0,05.j ist () = elektrische Wellenlänge), um die Wellenbrechung beim Durchtritt durch die Hülle möglichst gering zu halten.
• Die Kabelführung zur Stromversorgung des Sensors kann sowohl durch Befestigung der Kabel an den Halteseilen 4, durch Befestigung an der Wandung der Hülle 5, beispielsweise durch Einschweißen oder, bei doppelwandiger Hülle (5) durch Verlegen in dem Zwischenraum der doppelwandigen Hülle erfolgen.
• In der Lager- und Transportphase ist der Sensor 3 vor der Mitte des Reflektors 6 zentrisch gelagert. Zum Schutz gegen Belastungen in der Transportphase ist er in vorteilhafter Weise in einem dielektrischen Schaum eingebettet, dessen Profil der Kontur der gefalteten Hülle und der Halteseile 4 entspricht. Hinter dem Reflektor 6 ist der Behälter 7 mit Druckgas oder Reaktionsflüssigkeiten eingebaut, von dem eine Zuleitung 8 in den Innenraum des durch die Hülle 5 gebildeten Hohlraums führt. Das Öffnen des Druckbehälters 7 kann mechanisch oder pyrotechnisch mittels an sich bekannter Vorrichtungen erfolgen.
• Am Ende der Transportphase (Flugphase) wird der Abwurfkörper mit dem Sensorsystem entsprechend seines Verwendungszwecks aus dem Trägersystem ausgestoßen, wobei der Druckbehälter 7 aktiviert wird. Durch die Druckleitung 8 strömt Druckgas in den Innenraum des Sensorsystems, wodurch die Hülle 5 aufgeblasen wird. Da der Sensor 3 an der Hülle 5, vorzugsweise in dessen Mitte, befestigt ist, wird er durch die sich aufblasende Hülle in die Einsatzstellung gebracht.
• Bei Verwendung dielektrischer Werkstoffe auf PTFE-Basis für die Hülle 5 ist deren hoher Wärmeausdehnungskoeffizient von Nachteil, da hierdurch die genaue Positionierung des Sensors 3 beeinträchtigt wird. In vorteilhafter Weise wird daher vorgeschlagen, die Positionierung des Sensors 3 durch drei auf dem Umfang des Reflektors 6 unter 1200 verteilt befestigte Halteseile 4 zu stabilisieren.
• Wird anstelle einer einfachen Hülle 5 eine flexible Hülle mit kleinen konzentrischen Treppenstufen aus einem Infrarot-Strahlung durchlässigen Werkstoff eingesetzt, so kann anstelle eines Mikrowellensensors ein Infrarot-Sensor eingesetzt werden. Die Höhe und Tiefe der konzentrischen Treppenstufen liegt vorzugsweise im Millimeterbereich, sodaß die Treppenstufen leicht bei der erstellung (beim Spritzen) der Hülle angeformt werden können. Die Flächen der Treppenstufen liegen bei aufgeblasener Hülle senkrecht und parallel zur Strahlungsrichtung und verursachen daher keine unerwünschten Wellenbrechungen.
• Da der Reflektor bei Infrarot- oder anderen mit kurzen Wellenlängen arbeitenden Sensoren eine hohe Oberflächengüte besitzen muß, ist für eine gute Halterung des Sensors in der Transportphase zu sorgen. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Aufnahme in der Trägerplatte 2 oder durch eine abwerfbare Halterung erreicht we-rden.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Entfaltbares Sensorsystem zum Empfangen und/oder Senden elektromagnetischer Wellen im Mikrowellenbereich für in einem Trägersystem untergebrachte Abwurfkörper (1) oder Submunition hoher Packungsdichte, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) es ist eine faltbare Hülle (5) vorgesehen, die durch ein gasförmiges und/oder flüssiges Treibmittel aufblasbar ist, b) Hülle (5) und Treibmittel sind mindestens in einem wählbaren Fensterbereich der Hülle (5) strahlungsdurchlässig, c) innerhalb des durch Hülle (5) und-Abwurfkörper (1) gebildeten Raums ist ein Sensor (3), ein Fokussierelement (6) sowie mindestens ein in seiner Länge einstellbares Halteelement (4) für den Sensor (3) vorgesehen, d) im aufgeblasenen Zustand der Hülle (5) bildet mindestens ein Halteelement (6) eine Halterung derart, daß der Sensor (3) nahezu im Brennpunkt des Fokussierelementes (6) fixiert ist.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) als Halteelement mitverwendet ist.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich drei faltbare Halteelemente (4) vorgesehen sind.
4. 4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fokussierelement (6) ein Reflektor ist.
5. 5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Halteelemente (4) Drähte oder Drahtseile sind.
6. 6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Halteelement (4) die elektrische Zuleitung zum Sensor (3)- angebracht ist.
7. 7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) im aufgeblasenen Zustand eine konzentrische Treppenstruktur besitzt.