DE3338937C2 - - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
- H01Q15/161—Collapsible reflectors
Description
Die Erfindung geht aus von einem entfaltbaren Antennen-
Netzreflektor
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Antennen-Netzreflektor, wie er vorwiegend
in der Satellitentechnik verwendet wird, ist beispiels
weise aus Microwaves, März 1974, Seite 14, bekannt.
Der dort geschilderte Netzreflektor weist außer dem an
der Oberseite der ausschwenkbaren Tragrippen befestig
ten Reflektornetz ein weiteres, an den Rückseiten der
Tragrippen angebrachtes Justiernetz auf. Dieses ist
in den zwischen den radial ausgeschwenkten Tragrippen
befindlichen Sektoren über eine Vielzahl von justier
baren Spanndrähten mit dem Reflektornetz verbunden, welche auf letzteres von der Rückseite her einen Zug ausüben.
Durch die justierbaren Spanndrähte soll erreicht werden,
daß das Reflektornetz im entfalteten Zustand auch
zwischen den Tragrippen die durch diese bereits vorge
gebene, gewünschte parabolische Form möglichst genau
annimmt. Die Justierung über diese Vielzahl von Spann
drähten bedeutet jedoch einen erheblichen Arbeitsauf
wand, vor allem auch deshalb, weil die Verstellung jedes
einzelnen Spanndrahtes sich sofort auf die benachbarten
Justierpunkte auswirkt. Diese Schwierigkeiten verringern
sich in dem Maße, wie die Anzahl der insgesamt verwen
deten Tragrippen zunimmt, die in sich starr ausgebildet
sind und eine definierte Parabelform vorgeben.
In Z. Flugwiss. Weltraumforsch. 4 (1980), Heft 5, S. 255-
267, insbesondere in Zusammenhang mit den dortigen Bildern
6 bis 8, ist der oben erwähnte, bekannte Antennen-Netzre
flektor ebenfalls nochmals detailliert beschrieben.
Die dort weiterhin, beispielsweise in Bild 9 sowie den
Bildern 13 und 14 dargestellten Antennen-Netzreflektoren
unterscheiden sich von der eingangs erwähnten Konzeption da
durch, daß keine radial ausschwenkbaren, starren Tragrip
pen vorhanden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen entfaltba
ren Antennen-Netzreflektor der eingangs genannten Art bereit
zustellen, bei dem der Justieraufwand zum Einstellen der
gewünschten parabolischen Form des Reflektornetzes möglichst
gering ist.
Diese Aufgabe wird bei einem entfaltbaren Antennen-Netzreflektor der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Mit Hilfe der zwischen den Tragrippen am Reflektornetz
angebrachten Hilfsrippen wird erreicht, daß das Reflek
tornetz zumindest im Bereich dieser Hilfsrippen im ent
falteten Zustand des Netzreflektors von vornherein eine
stetige Krümmung annimmt, denn die mit der punktweisen
Justierung mit Hilfe einzelner Spanndrähte verbundenen
spitzen Senken im Reflektornetz treten hier nicht auf.
Die Anzahl der zwischen den Hilfsrippen und den Trag
rippen vorgesehenen Spanndrähte, die
einen nach hinten ge
richteten Zug auf die Hilfsrippen ausüben, wodurch
eine gute Annäherung an die gewünschte parabolische Form
erzielbar ist, kann ersichtlich weit geringer gewählt
werden als im Falle des oben beschriebenen Doppelnetz
konzeptes. Zwischen den Hilfsrippen und den Tragrippen
bzw. zwischen den Hilfsrippen selbst sind keine weiteren
Justierpunkte vorgesehen. Der gesamte Justieraufwand
kann damit erheblich verringert werden. Außerdem kann
die Anzahl der relativ schweren Tragrippen herabgesetzt
werden, was sich günstig auf das Gesamtgewicht des Satel
liten auswirkt. Andererseits kann die Gesamtzahl der
verwendeten Rippen durch den Einsatz der Hilfsrippen ver
größert werden, wodurch wiederum eine Verbesserung der
Abstrahlungseigenschaften bewirkt wird. So ist z. B. die
Lage und Anzahl der neben der Hauptkeule auftretenden
Nebenzipfel des Strahlungsdiagramms davon abhängig,
wieviel Rippen insgesamt verwendet werden. Je mehr
parabolische Rippen nämlich vorhanden sind, desto weiter
schieben sich die Nebenzipfel nach außen. Der erfin
dungsgemäße Antennen-Netzreflektor stellt somit ein ein
faches und kostengünstiges Konzept dar, das in vielen
Fällen mit Vorteil anwendbar sein wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Konzeptes
liegt darin, daß Temperaturänderungen sich insofern in
geringerem Maße auswirken, als die Spanndrähte nunmehr
direkt an den thermisch relativ stabilen Tragrippen be
festigt sind, und nicht mehr an dem Justiernetz, welches
thermisch bedingten Kontraktionen bzw. Dehnungen stär
ker ausgesetzt ist, wodurch die Justiergenauigkeit be
einträchtigt wird. Bei der Justierung erweist es sich
zudem als günstig, daß sich die Verstellung eines Ju
stierpunktes in weit geringerem Maße auf die benachbar
ten Justierpunkte auswirkt, als dies beim oben geschil
derten Doppelnetzkonzept der Fall ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Abbildungen
näher erläutert werden. Es zeigt in schematischer
Weise
Fig. 1a einen entfalteten Antennen-Netzreflektor in
Draufsicht,
Fig. 1b den Netzreflektor der Fig. 1a im Quer
schnitt,
Fig. 2 die Anordnung einer sowie mehrerer Hilfsrip
pen zwischen zwei Tragrippen,
Fig. 3 den Querschnitt eines an einer Hilfsrippe
befestigten Justierstückes,
Fig. 4 ausschnittweise einen gefalteten Netzreflektor,
bei dem die Hilfsrippen durch Halterungsbügel
an den Tragrippen verankert sind,
Fig. 5 in sich einklappbare Tragrippen,
Fig. 6 ausschnittweise eine Hilfsrippe mit biegsamem
Gelenkbereich.
In Fig. 1a ist in Draufsicht ein entfalteter Antennen-
Netzreflektor dargestellt. Der Netzreflektor weist ins
gesamt 12 Tragrippen 3 auf, sowie ebenfalls 12 in den
Sektoren zwischen den Tragrippen 3 angeordnete Hilfs
rippen 4. An den Tragrippen 3, genauer über diesen, ist
mit Hilfe von Abstandshaltern 16 (sh. Fig. 1b) ein Re
flektornetz 2 aufgespannt, das möglichst genau die Form
eines Rotationsparaboloids annehmen soll. Das Netz be
steht aus Metalldraht oder metallisierten Fäden,
beispielsweise aus Kunststoff. Je nach den Anforderungen
hinsichtlich der Betriebswellenlänge wird die zulässige
Maschenweite gewählt. Die Tragrippen 3 sind an einem
Trägerkörper 1 (sh. Fig. 1b) schwenkbar gelagert, und
zwar derart, daß sie aus dem in den Fig. 1a und 1b dar
gestellten entfalteten Zustand senkrecht nach oben ge
schwenkt werden können. Der Werkstoff der Tragrippen 3
sollte so gewählt werden, daß die Rippen eine hohe Eigen
steifigkeit besitzen und gleichzeitig möglichst leicht
sind. Hierfür kommen insbesondere faserverstärkte Kunst
stoffe in Frage. Die Länge der Abstandshalter 16 ist an
die gewünschte parabolische Form angepaßt. Die Hilfs
rippen 4 sind nicht an dem Trägerkörper 1, sondern
lediglich am Reflektornetz 2, vorzugsweise auf dessen
Oberseite, befestigt, beispielsweise verklebt oder ver
näht. Sie werden durch hier nur schematisch dargestell
te Spanndrähte 5, die an den Tragrippen 3 befestigt
sind, von der Unterseite des Reflektornetzes 2 her
unter Spannung gesetzt. Um die Hilfsrippen 4 in die ge
wünschte parabolische Form zu bringen, können Justier
stücke (6) (sh. auch die Fig. 2 und 3) vorgesehen sein,
wobei die Hilfsrippen 4 ersichtlich eine gewisse Flexi
bilität besitzen müssen. Es ist aber auch möglich, die
Hilfsrippen 4 eigensteif auszubilden, wobei dann die
Justierstücke entfallen bzw. wesentlich einfacher aus
gebildet sein können.
Wie in den Fig. 2a bis 2c in stark schematisierter Weise
dargestellt, können zwischen je zwei Tragrippen 3 eine
oder mehrere Hilfsrippen 4 an dem Reflektornetz 2 be
festigt sein. Dargestellt sind jeweils Schnitte quer
zu den Tragrippen 3, die in diesem Falle als Hohlprofile
ausgebildet sind. Das Reflektornetz 2 ist auf der Ober
seite der Tragrippen 3 mittels Abstandshaltern 16 be
festigt. Die Hilfsrippen 4 liegen zweckmäßig auf der
Oberseite des Reflektornetzes 2. Die Justierstücke 6
dienen zur Halterung der Spanndrähte 5, die jeweils an
der Unterseite der Tragrippen 3 verankert sind. Die Wir
kungsrichtung der Spanndrähte 5 muß eine quer zum Re
flektornetz 2 gerichtete Komponente aufweisen, damit der
zur Justierung der Hilfsrippen erforderliche, nach unten
bzw. zur Rückseite des Reflektornetzes 2 hin gerichtete
Zug resultiert. Als Spanndrähte 5 können beispielsweise
Quarzfäden verwendet werden.
Eine mögliche Ausführungsform der in den Fig. 2a bis 2c
nur schematisch angedeuteten Justierstücke 6 zeigt die
Fig. 3. Dargestellt ist im Querschnitt ein Teil des
Reflektornetzes 2, eine sich quer zur Zeichenebene er
streckende Hilfsrippe 4, die auf der Oberseite des Re
flektornetzes 2 aufliegt, sowie das eigentliche Justier
stück 6. Letzteres besteht aus einem fest mit einem
Hohlrohr 9 verbundenen Teller 10, der an der Unterseite
des Reflektornetzes 2 anliegt und beispielsweise über
Nietverbindungen 17 mit der Hilfsrippe 4 verbunden ist.
In dem Hohlrohr 9 ist ein axial verschiebbares, als
Gleithülse 7 ausgebildetes Halterungsstück vorgesehen.
Diese Gleithülse 7 weist an ihrer Außenfläche zwei
einander gegenüberliegende, achsparallele Rillen 18 auf,
in die zwei entsprechende, an der Innenseite des Hohl
rohres 9 angebrachte Nocken 19 eingreifen. Im unteren
Teil weist die Gleithülse 7 eine Gewindebohrung 20,
zweckmäßig mit Drehsicherung, auf, die mit einem Gewin
debolzen 8 korrespondiert, dessen Kopf 21 wiederum in
einer entsprechenden Einsenkung des Tellers 10 gelagert
ist. Bis auf ein geringes Spiel kann der Gewindebolzen 8
nicht in axialer Richtung bewegt werden, und zwar bei
spielsweise aufgrund eines unterhalb des Kopfes 21 ein
gelassenen Sperrstiftes 22. Eine Drehung des Gewinde
bolzens 8 führt ersichtlich dazu, daß die Gleithülse 7
in axialer Richtung auf- oder abbewegt wird. Dadurch
werden die Spanndrähte 5, die am unteren Ende der Gleit
hülse 7 verankert sind, sowie das Reflektornetz 2 mit
der darauf angebrachten Hilfsrippe 4 mehr oder weniger
unter Spannung gesetzt. Die Hilfsrippen 4 können also an
den Stellen, wo die Justierstücke 6 angreifen, mehr oder
weniger nach unten, d. h. zur Reflektornetz-Rückseite
hingezogen werden.
In Fig. 4 ist in stark schematisierter Weise ein Quer
schnitt durch drei im gefalteten Zustand befindliche
Tragrippen 3 dargestellt. Das ebenfalls gefaltete Re
flektornetz 2 trägt zwischen je zwei Tragrippen 3 je
weils eine Hilfsrippe 4 mit den zugehörigen Justier
stücken 6. Letztere und damit die Hilfsrippen 4 sind mit
Hilfe lösbarer und beim Wiedereinfalten der Antenne
wiedereinsteck- bzw. -rastbarer Halterungsbügel 11 an
den Abstandshaltern 16 der Tragrippen 3 verankert. Diese
Verankerung soll während der Start- und Transportphase
aufrechterhalten werden. Dies hat den Vorteil, daß die
Hilfsrippen 4 und Justierstücke 6 während dieser mit
starken Erschütterungen und Belastungen verbundenen
Phase eine definierte räumliche Lage einnehmen und die
Justierstücke sich nicht im Reflektornetz verheddern
können. Das Reflektornetz ist nur in den relativ
schmalen Bereichen zwischen den Rippen frei und steht
während der Startphase nur unter den Belastungen seiner
Eigenmasse, im Gegensatz zum eingangs diskutierten
Doppelnetzkonzept, wo das Reflektornetz während der
Startbeschleunigungen noch von der Masse des Justier
netzes sowie der Spanndrähte und ihrer Justierelemente
belastet wird.
In Fig. 5 sind zwei in sich einklappbare Tragrippen 13
im hochgeschwenkten bzw. gefalteten Zustand dargestellt,
wobei die ebenfalls schematisch gezeigten justierbaren
Abstandshalter 16 im entfalteten bzw. aufgeklappten Zu
stand eine parabolische Kontur nachbilden sollen. Hin
sichtlich der nicht dargestellten, den Tragrippen 13 be
nachbarten und oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebene
an dem Reflektornetz 2 befestigten Hilfsrippen muß
natürlich dafür Sorge getragen werden, daß diese an den
Faltungsstellen 23 des Reflektornetzes 2 die erforder
liche Biegsamkeit aufweisen. Dazu können beispielsweise,
wie in Fig. 6 dargestellt, an den entsprechenden Stellen
der Hilfsrippen 14 Gelenkbereiche 12 vorgesehen sein, die
entsprechend biegsam gestaltet sind. Dies kann bei aus
faserverstärktem Kunststoff hergestellten Hilfsrippen
14 dadurch geschehen, daß die Gelenkbereiche 12 nur
aus den Fasern, d. h. ohne Zusatz von Kunstharz,
bestehen.
Claims (5)
1. Entfaltbarer Antennen-Netzreflektor mit einer Anzahl
von an einem Trägerkörper radial ausschwenkbar gelagerten,
ein metallisches Reflektornetz tragenden, starren Tragrip
pen und mit im entfalteten Zustand des Reflektornetzes auf
dieses von der Rückseite her einen Zug ausübenden Spann
drähten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tragrip
pen (3) in radialer Anordnung jeweils eine oder mehrere
Hilfsrippen (4) am Reflektornetz (2) angebracht, die Hilfs
rippen (4) jeweils an mehreren, über ihre Länge verteilten
Stellen mit Justierstücken (6) versehen und die Spanndrähte
(5) einerseits an den Justierstücken (6) und andererseits
an den benachbarten Tragrippen (3) verankert sind.
2. Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Justierstücke (6) jeweils senkrecht
zum Reflektornetz (2) verschiebbare Halterungsstücke (7)
für die Spanndrähte (5) aufweisen.
3. Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Halterungsstücke (7) mit Hilfe eines
axialen Gewindebolzens (8) axial in einem Hohlrohr (9) ver
schiebbare Gleithülsen sind und das Hohlrohr (9) jeweils
mit einem an der Rückseite des Reflektornetzes (2) anlie
genden und an der Hilfsrippe (4) befestigten Teller (10)
verbunden ist.
4. Antennen-Netzreflektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung ein-
oder mehrfach in sich einklappbarer Tragrippen (13) die Hilfs
rippen (14) biegsame Gelenkbereiche (12) aufweisen.
5. Antennen-Netzreflektor nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hilfsrippen (14) außerhalb der Gelenkberei
che (12) aus faserverstärktem Kunststoff und die Gelenkberei
che (12) nur aus dessen Fasern bestehen.
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M |
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