DE3430657C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennen­ verkleidung, 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 Verwendungs­ zweck abgestimmt sind (vgl. z. B. DE-OS 28 30 516 und DE-GM 74 34 483). Auch gibt es bei­ spielsweise Konstruktionsformen, deren überwiegende Tragwirkung auf einer gittergestützten Bauweise beruht oder auf der Schalen-Tragwirkung der Einzel­ segmente 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 Material­ anforderungen 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 ins­ besondere bei hohen Frequenzen störend wirken und unerwünschte sog. Intermodulationsprodukte liefern. Außerdem besitzen sie aufgrund ihres hohen elektri­ schen Widerstandes eine sehr schlechte Durchlässig­ keit, die in bestimmten Winkelrichtungen sogar als völlige "Blindheit" bezeichnet werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser Bauweisen führt dabei auch zur bekannten Winkelabweichung.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Antennen­ verkleidung derart zu verbessern, daß sie die Nach­ teile des Standes der Technik sicher vermeidet, d. h. die Einzelelemente bzw. Segmente ohne Verwendung von Stützstrukturen aus anderen Werkstoffen, wie z. B. Metall, faserverstärkte Kunststoffe etc. miteinander ver­ bindet, und dabei die ebenfalls elektromagnetisch störend wirkende Wanddicke minimiert, so daß im Vergleich zum Stand der Technik niedrigere Durchstrahlungsverluste auf­ treten. Je nach Frequenz sollen auch zusätzliche negative Beeinflussungen der Funktion der verkleideten Antennen vermieden werden, ohne daß die mechanische Festig­ keit hierunter leidet.

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

Die vorstehend genannte Aufgabe und Ziele werden durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Antennenver­ kleidung gelöst. Erfindungsgemäß sind die homogenen Ele­ mente bzw. Segmente in der Dicke minimiert und in speziel­ ler Weise profiliert, so daß sie dielektrisch besonders günstig, d. h. absorbtions- und reflexionsarm sind. Gleich­ zeitig stellt die Querschnittsausbildung jedoch sicher, daß eine mechanisch tragfähige Konstruktion gebildet wird, die in Form und Abmessungen äußerst variabel ist. An die­ ser Stelle sei betont, daß dabei auf jegliche Stützstruk­ turen verzichtet wird und keinerlei Metallkörper zur Ver­ bindung der Einzelelemente bzw. Segmente untereinander eingesetzt werden. Die Einzelelemente selbst sind erfin­ dungsgemäß 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. Meßer­ gebnisse haben gezeigt, daß bei 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 Einzelelemente bzw. Segmente wird erfindungsgemäß ein an sich bekannter Epoxid- oder PUR-Harzschaum 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 Wandprofi­ lierung 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 Aus­ führungsbeispiel 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 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 Radom­ werkstoffe.

In den Fig. 1 und 2 werden typische Antennenverkleidungen bzw. Radom-Aufbaue gezeigt, wie sie im Stand der Technik üblich sind. In Fig. 1 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. Seg­ mente 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, Polytetrafluor­ äthylen u. a. aufweisen (vgl. Fig. 5).

Neben der Homogenität des Polyurethan­ werkstoffes 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 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 Quer­ schnitt 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 Rich­ tung 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 geschlossen­ zelliger 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.

Flächen- und Querschnittsdickenverhältnisse von den konstant dicken Bereichen zu den profilierten Randbereichen in den Elementen bzw. Segmenten auf mechanische Tragfähigkeit bei dielektrischer Durch­ lässigkeit sind abgestimmt.

Claims (7)

1. Antennenverkleidung, insbesondere Radome, be­ stehend aus einer Vielzahl teilweise gleicher, ausschließ­ lich aus homogenem PUR-Hartschaum bestehender Einzelelemente bzw. Segmente mit etwa konstanter Querschnittsdicke, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsdicke in der Fläche (12), die die Ober- bzw. Grundfläche der Einzelelemente (10) darstellt, minimiert ist und zu ihrem Rand (14) hin nach allen Seiten in Art eines flanschartigen Stützprofils zunimmt, und daß die Einzel­ elemente 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 sphärisch gekrümmte geometrische Teile, 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 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der jeweiligen Fläche der Einzelelemente zum Rand (14) hin kontinuierlich verläuft.

5. Antennenverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die homogenen Einzelelemente mit einer äußeren dielektrisch günstigen, witterungsbeständigen Kunststoff-Schutzfolie, insbesondere aus PTFE-, ETFE-Folien oder Kunstharzlacken 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.