DE3430657A1 - Antennenverkleidung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenverkleidung, insbesondere Radome, nach dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1.

Derartige Antennenverkleidungen sind im" Stand der Technik in den unterschiedlichsten Formen und Größen bekanntgeworden, die auf den jeweiligen Verwendungszweck abgestimmt sind. So gibt es beispielsweise Konstruktionsformen, deren überwiegende Tragwirkung auf einer gittergestützten Bauweise beruht oder auf der Schalen-Tragwirkung der Einzelsegmente aus ungeschäumten Kunststoffen, die als Massivlaminat bzw. Sandwich-Bauweise bezeichnet werden. Grundsätzlich stellen die Forderungen nach Minimierung der Strahlenbeeinflussung einerseits und nach Maximierung der mechanischen Standsicherheit und Dauerhaftigkeit andererseits gegenläufige Materialanforderungen dar. Nachteilig hat sich beim Stand der Technik deshalb bemerkbar gemacht, daß mechanisch optimale Konstruktionen in dielektrischer Hinsicht unzureichend waren. Dieses gilt insbesondere für die Bauweisen, die metallische Stützwerkstoffe verwenden bzw. mit Glasfaserverstärkung arbeiten, da sie insbesondere bei hohen Frequenzen störend wirken und unerwünschte sog. Intermodulationsprodukte liefern.

Außerdem besitzen sie aufgrund ihres hohen elektrischen Widerstandes eine sehr schlechte Durchlässigkeit, die in bestimmten Winkelrichtungen sogar als völlige "Blindheit" bezeichnet werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser Bauweisen führt dabei auch

•30 zur bekannten Winkelabweichung.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Antennenverkleidung derart zu verbessern, daß sie die Nachteile des Standes der Technik sicher vermeidet, d.h.

die Einzelelemente bzw. Segmente ohne Verwendung

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von StützStrukturen aus anderen Werkstoffen, wie z.B. Metall, faserverstärkte Kunststoffe etc. miteinander verbindet, und dabei die ebenfalls elektromagnetisch störend wirkende Wanddicke minimiert, so daß im Vergleich zum Stand der Technik niedrigere Durchstrahlungsverluste auftreten. Je nach Frequenz sollen auch zusätzliche negative Beeinflussungen der Funktion der. verkleideten Antennen vermieden werden, ohne daß die mechanische Festigkeit hierunter leidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine solche Antennenverkleidung zu schaffen, die auf aufwendige Klimatisierungsmaßnahmen, wie sie bei Dünnschichtverkleidungen übliche sind, verzichten kann.

Die vorstehend genannte Aufgabe und Ziele werden durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Antennenverkleidung gelöst. Erfindungsgemäß sind die homogenen Elemente bzw. Segmente in der Dicke minimiert und in spezieller Weise profiliert, so daß sie dielektrisch besonders günstig, d.h. absorbtions- und reflexionsarm sind. Gleichzeitig stellt die Querschnittsausbildung jedoch sicher, daß eine mechanisch tragfähige Konstruktion gebildet wird, die in Form und Abmessungen äußerst variabel ist. An dieser Stelle sei betont, daß dabei auf jegliche Stützstrukturen verzichtet wird und keinerlei Metallkörper zur Verbindung der Einzelelemente bzw. Segmente untereinander eingesetzt werden. Die Einzelelemente selbst sind erfindungsgemäß über ihre Fläche im Querschnitt bei merklich reduzierter Dicke gleich, der lediglich zum Rand hin in Art eines flanschartigen Stützprofils zunimmt, um eine sichere Abstützung bzw. Verbindung beim Zusammensetzen der Einzelelemente zu gewährleisten und die selbsttragende Wirkung der gesamten Antennenverkleidung zu ermöglichen, ohne dabei dielektrisch merklich störend zu wirken. Meßergebnisse haben gezeigt, daß etwa gleichem dielektrischen und mechanischem'Verhalten die Querschnittsdicke in der Fläche um 30 % oder mehr verringert werden kann, was zu erheblichen Materialeinsparungen führt. Zur Verbindung der

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Einzelelemente bzw. Segmente wird erfindungsgemäß ein an sich bekannter Epoxid- oder PUR-Harζschaum eingesetzt, der eine ausgezeichnete Verklebung an den Rändern bzw. Seitenwänden der Einzelelemente bzw. Segmente ermöglicht. Mit anderen Worten: Erfindungsgemäß wird eine selbsttragende Antennenverkleidung mit extrem niedrigen, weitestgehend homogen dielektrischen Eigenschaften geschaffen, die als Konstruktionsmaterial leichten PUR-Hartschaum in optimierter Wandprofilierung einsetzt, wobei die Einzelelemente bzw. Segmente in Form und Abmessung nur teilweise gleich sind..Vorteilhafter Weise handelt es sich bei den Einzelelementen um polyederartige Platten oder Schalen, insbesondere Konstruktionen, die einen dreieckigen, kalottenförmigen, zylindrischen, konischen oder sphärisch gekrümmten geometrischen Aufbau besitzen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß PUR-Hartschaum mit einer einzigen Rohdichte verwendet wird, so daß die Reflexionsverluste über die gesamte Fläche gleichbleibend sind.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den vorstehenden Unteransprüchen hervor, die einzeln oder sämtlich von erfindungsgemäßer Bedeutung sein können.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines aus dreieckigen Einzelelementen aufgebauten Radoms,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines aus Schalensegmenten aufgebauten Radoms,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften dreieckigen

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Elementes einer erfindungsgemäßen Antennenverkleidung, Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch die

Linie I-I der Fig. 3, und Fig. 5 ein Schaubild mit Reflexions

dämpfungen verschiedener Radomwerkstoffe.

In den Figuren 1 und 2 werden typische Antennenverkleidungen bzw. Radom-Aufbaue gezeigt, wie sie im Stand der Technik üblich sind. In Fig. besteht das Einzelelement aus einem Dreieck, während Fig. 2 eine segmentartige Schalenstruktur aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beiden gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern läßt sich auch bei anderen geometrischen Formen verwirklichen. Von besonderer erfindungsgemäßer Bedeutung ist jedoch, daß die Einzelelemente bzw. Segmente ausschließlich aus homogenem PUR-Hartschaum gefertigt sind und keinerlei Metallgitter-Gerüst oder -Verbindungen einsetzt. Diese führen nämlich gerade beim Stand der Technik bei Frequenzen über

1 bis 3 GHz zu erheblichen Strahlungsverlusten, d.h. zu einer ansteigenden Reflexionsdämpfung. Das gleiche gilt ebenso für solche PUR-Hartschäume, die einseitig Deckschichten z.B. aus Silicon, Polytetrafluoräthylen u.a. aufweisen (vgl. Fig. 5).

Neben der Homogenität des Polyurethanwerkstoffes und der Konstruktion ohne Stützskelett ist jedoch von erfindungsgemäßer Bedeutung, daß die Einzelelemente (10) über ihre Fläche (12) eine im wesentlichen konstante Querschnittsdicke aufweisen, wie dieses in Fig. 3 beispielhaft an einem Dreieck-Element gezeigt wird. Zum Rand 14 hin nimmt jedoch die Querschnittsdicke kontinuierlich unter Ausbildung eines Stützprofils an allen Seiten zu. Dieses Stützprofil

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14 hat flanschartigen Charakter. Die Elemente 10 werden miteinander unter Ausbildung der in Fig. 1 gezeigten Antennenverkleidung miteinander durch Epoxidharzschaum verklebt und bilden dabei eine selbsttragende Konstruktion, die keine zusätzlichen Befestigungen erfordert. Im ausschnittsweisen Querschnitt wird der kontinuierliche Anstieg zum Rand 14 besonders in Fig. 4 gezeigt. Dieses Stützprofil ist in Fig. 4 lediglich nach oben gezeigt. Es ist jedoch auch denkbar, daß dieses auch in die untere Richtung vorgesehen wird. Die vorliegende Erfindung stellt sich also als die Verwendung eines leichten, homogenen PUR-Hartschaums dar, wobei eine optimierte Wandprofilierung für die teilweise gleichen und verschiedenen Elemente bzw. Segmente vorgesehen ist.

Es versteht sich, daß die einzelnen Hartschaum-Profilelemente innenseitig eine extrem glatte Schäumhaut aufweisen, um Schmutzanlagerungen, Feuchtigkeitsaufnahme etc. zu vermeiden . Sollte es sich als notwendig erweisen, kann eine äußere Schutzschicht (nicht gezeigt) in geschlossenzelliger Form bei konstanter Schichtdicke angeschäumt werden, um Außenhautablösungen bzw. Schwankungen in den elektromagnetischen Rückwirkungen zu vermeiden. Es versteht sich auch hier, daß diese Schutzschicht aus absolut witterungsbeständigen, dielektrisch optimalen und äußerst wasserabstoßendem Material sein muß, um geringstmögliche Antennenbeeinflussungen auch unter schlechtesten Witterungsbedingungen über eine möglichst lange Gebrauchsdauer aufrechtzuerhalten und gleichzeitig bestmögliche elektromagnetische Eigenschaften zu gewährleisten.

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Claims (8)

fiAF>AY, FLcCK & PARTNER q / ο η £> Π η PATENTANWÄLTE OM-JUoO/ EUROPEAN PATENT ATTORNEYS POSTFACH 32 32 17 D-2000 HAMBURG 13 20. August 1984 DlPL-ING. VINCENZ V. RAFFAY DIPL-CHEM. DR. THOMAS FLECK HAMBURG DlPL-CHEM. DR HANS D. BOETERS DIPL-ING. ROBERT BAUER G + H MONTAGE GmbH MÜNCHEN KANZLEI: Westendstraße 17 geffckenstrasse6 ,_,_„_ -, . , j. ,„, . TELEFON: (040) 47 80 23 6-700 Ludwigshafen/Rhem Telegramme:patfay,Hamburg TELEX 2 164 631 patyd UNSERE AKTE: 4320/16 Antennenverkleidung Patentansprüche

1. Antennenverkleidung-, insbesondere Radome, bestehend aus einer Vielzahl teilweise gleicher, ausschließlich aus homogenem. PUR-Hartschaum bestehen-

. der Einzelelemente bzw. Segmente mit im wesentliehen konstanter Querschnittsdicke, dadurch gekennzeichnet, daß

die Querschnittsdicke in der Fläche (12) minimiert ist und zum Rand (14) hin in Art eines flanschartigen Stützprofils zunimmt, und daß die Einzelelemente bzw. Segmente an ihren Seitenflächen (15) durch PUR- und/oder Epoxidharzschaum miteinander unter Ausbildung einer selbsttragenden Konstruktion verklebt sind.

2. Antennenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente bzw. Segmente polyederartige Platten oder Schalen, insbesondere dreieckige, kalottenförmige, zylindrische, konische und sphärich gekrümmte geometrische Teile

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sind, die Konstruktionen mit Durchmessern zwischen 3 bis 30 m und Wanddicken zwischen 30 und 150 mm ausbilden.

3. Antennenverkleidung nach Anspruch 1

oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die PUR-Einzelelemente eine einzige Rohdichte, insbesondere 100 bis 300 kp/m³ aufweisen.

4. Antennenverkleidung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der jeweiligen Fläche der Einzelelemente zum Profilrand hin kontinuierlich verläuft.

5. Antennenverkleidung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die homogenen Einzelelemente mit einer äußeren dielektrisch günstigen, witterungsbeständigen Kunststoff-Schutzfolie, insbesondere aus PTFE-? ETFE-Folien oder Kunstharzlackai versehen sind,

6. Antennenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Epoxidharzschaum thixotrope Eigenschaften besitzt.

7. Antennenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente bzw. Segmente (10) aus Integralschaum gefertigt sind.

8. Antennenverkleidung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Flächen- und Querschnittsdickenverhältnisse von den konstant dicken Bereichen zu den profilierten Randbereichen in den Elementen bzw. Segmenten auf mechanische Tragfähigkeit bei dielektrischer Durchlässigkeit abgestimmt sind.

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