DE3435141C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kunststoff-Parabolantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
sowie einem Verfahren zu dessen Herstellung.
Die Herstellung von Parabolantennen unter Verwendung von
verstärkten Kunststoffen wurde wegen der überlegenen Korro
sionsbeständigkeit und des leichten Gewichts dieses Materials
vorgeschlagen. Diese Antennen sollen herkömmliche Metall
antennen ersetzen, die durch Pressen oder andere Metallver
arbeitungsvorgänge von Aluminium, Stahl oder anderen Me
tallen hergestellt werden. Die Herstellung von Antennen
unter Verwendung von verstärkten Kunststoffen umfaßt Ver
arbeitungsschritte, bei denen ein Material für einen elek
trisch leitenden Reflektor (nachstehend kurz Reflektor oder Reflektorschicht genannt),
z. B. ein Metallnetz oder eine Matte aus Kohlenstoff-Fasern
in andere verstärkende und/oder harzartige Materialien ein
gelegt und im Ganzen in die gewünschte Parabolform verformt
bzw. verpreßt wird. Jedoch treten dabei Schwierigkeiten
dahingehend auf, daß der Reflektor nur schwer in seiner
Stellung bleibt oder an vorbestimmten Stellen unter Aus
bildung einer exakten geometrischen Parabel in Stellung ge
bracht werden kann, da beim Verformungsverfahren in einer
Form ungleichmäßige Drücke im Innern auftreten. Ferner
kommt es leicht zu einem teilweisen Bruch des Reflektor
materials. Außerdem ist eine Nachjustierung der
Reflektorstellung nach dem Verformungsvorgang fast unmög
lich.
Aus der US-PS 40 30 953 ist eine Fiberglas-Antenne bekannt,
die von der konkaven Oberfläche der Antenne ausgehend folgende
Schichten aufweist: eine Gelschicht, eine Schicht aus Fiber
glasschnitzeln und Harz, eine Schicht aus gewebtem Roving und
Harz, ein gitterförmiges, metallisches Reflektormaterial,
eine weitere Schicht aus Fiberglas und Harz sowie eine
weitere Gelschicht. Gemäß US-PS 40 30 953 wird ein Metall
gitter als reflektierende Fläche verwendet, und beim Her
stellungsverfahren wird zunächst das trockene Roving-Gewebe
eingeführt, durch Vakuuminjektion mit Harz getränkt, und
die Schichten in einer Form zusammengepreßt.
Aus der DE-AS 10 61 840 ist ein Verfahren zum Herstellen eines
Reflektors für elektromagnetische Wellen bekannt, bei dem auf
ein mit Harz imprägniertes Glasfasergewebe eine dünne, als
Reflektor dienende Metallschicht, darauf eine Glasfaser
mattenfolie sowie ein bienenwabenförmiger Kern aufgebracht
wird.
In "Rundfunktech. Mitteilungen" Bd. 10 (1966), Heft 5, S. 262
bis 267 wird eine Parabolantenne in Kunstharz-Glasfaserkonstruk
tion beschrieben, deren reflektierende Oberfläche aus einem
feinmaschigen Netz aus verzinktem Stahldraht besteht, das
straff über das Formprofil gezogen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kunststoff-
Parabolantenne der im Oberbegriff genannten Art derart weiterzubilden, daß
Beschädigungen und Brüche der Reflektorschicht
vermieden werden, sowie ein Verfahren für die Herstellung einer derartigen
Antenne ohne die Gefahr von
Verschiebungen anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Beim Herstellungsverfahren, bei dem die metallbeschichtete Glasfaserschnitzel
aufweisende Reflektorschicht eine exakte Parabelfigur annehmen soll, um
eine besser Fokussierung von Wellen zum Brennpunkt der An
tennenfläche hervorzurufen, wird die Reflektorschicht in
verstärkende harzartige Materialien eingebettet oder darin
eingeschlossen. Dabei wird in der verwendeten Form während des Härtungs
vorgangs der harzartigen Materialien, die die Reflektorschicht
umfassen, ein Verschieben der Reflektorschicht aus einer vorbe
stimmten Stellung vermieden. Ferner werden Brüche,
die durch extrem ungleichmäßige Preßdrücke möglich sind,
verhindert.
Nachstehend wird auf die Verformungstechnik zur
Herstellung von Parabolantennen nach dem vorerwähnten Ver
fahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Kunststoff-Parabolantenne.
Eine Patrize 1 befindet
sich an der konkaven Oberfläche oder Vorderseite der Para
bolantenne. Eine Matrize 2 befindet sich auf der
gegenüberliegenden Seite, d. h. der konvexen oder rückwärtigen
Oberfläche der Parabolantenne. Bei der Herstellung werden
von Hand Formtrennmittel auf die beiden Formhalbwerk
zeuge aufgebracht und mit 1 a und 2 a bezeichnete Gelschichten
hergestellt. Anschließend werden das Reflektormaterial und
andere harzartige Materialien auf herkömmliche Weise ohne
spezielle Vorsichtsmaßnahmen laminiert oder aufgeschichtet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Reflektor
material nicht im mittleren Bereich des für die Verformung
verwendeten Schichtaufbaus angeordnet, sondern in
der Nähe der konkaven Oberflächenseite, d. h. in der Nähe der
Oberfläche der in der Zeichnung abgebildeten Patrize.
Ein als Puffer wirkendes Material 3 a wird folienförmig auf der Pa
trizenseite auf die Gelschicht 1 a aufge
legt. Darauf wird die elektrisch leitende Reflektorschicht 4 und darüber das
matrizenseitig als Puffer wirkende folienförmige Material 3 b aufgelegt oder aufge
schichtet. Danach werden hitzehärtbare flüssige Har
ze aufgebracht, um die vorstehend genannten aufgeschichte
ten Materialien zu imprägnieren. Ferner werden sogenannte
Folienformmassen oder bekannte SMC-Formmassen (SMC = sheet molding
compound) oder andere
Formmassen zusätzlich in vorbestimmter Höhe aufgeschichtet. Die
letzteren Bestandteile werden nachstehend als Stützbereich 5 bezeichnet.
Anschließend werden die Halbwerkzeuge geschlossen, und die
gesamte Formmasse wird unter Erwärmen ausgehärtet.
Bei Anwendung herkömmlicher Handauflage- oder Aufspritzver
fahren unter alleiniger Verwendung der Patrize 1 kann die
Anordnung des Materials 3 b auf der konvexen Ober
fläche unterbleiben.
Das Material der Reflektorschicht 4
ist eine metallische
Schicht, die metallbeschichtete Glasfaserschnitzel
als elektrisch leitenden Füllstoff aufweist.
Als Material 3 a, 3 b für die Einbettung der Reflektorschicht 4 wird vorzugsweise ein
Gewebe oder eine Matte aus Glasfasern, Cellulosefasern oder
anderen organischen Fasern verwendet, wobei das Gewicht pro
Flächeneinheit vorzugsweise 10 bis 100 p/m2 beträgt. Bei
Werten von mehr als 100 p/m2 oder weniger als 10 p/m2 er
geben sich unzureichende oder geringe Pufferwirkungen.
Wie vorstehend erwähnt, können Folienformmassen (SMC) ver
wendet werden, bei denen es sich bekanntlich um Formmassen
handelt, die sich von flüssigen hitzehärtbaren Harzen und
Stapelglasfasern oder Glasfasermatten ableiten. Ebenso kön
nen mit Harz imprägnierte oder vorimprägnierte Matten oder
Gewebe verwendet werden,
die durch Flüssigharzimprägnierung von Fasersub
straten oder durch Imprägnierung unter anschließender Gel
bildung hergestellt werden.
Bezüglich der vorerwähnten Formmassen wird auf S. Oleesky
und G. Mohr, "Handbook of Reinforced Plastics"
Reinhold Publishing Corporation, New York, 1964, verwiesen.
Die Reflektorschicht 4 und das
Material 3 a, b wird vor der Anwendung oder vor dem Schicht
stoffaufbau imprägniert oder vorimprägniert, um
innere Reibungen zu verringern oder die Verträglichkeit
unter den Formmaterialien zu erhöhen.
Als flüssiges hitzehärtbares Harz für die vorerwähnte Impräg
nierung oder Vorimprägnierung werden solche Ma
terialien verwendet, die mit den übrigen Formmaterialien
gleich oder mit diesen verträglich sind. Beispiele hierfür
sind ungesättigte Polyesterharze, Epoxyharze, Melaminharze,
Phenolharze und Diallylphthalatharze. Verfahren zur Durch
führung der vorerwähnten Harzbehandlung sind bekannt. Die
Vorimprägnierung wird durchgeführt, indem man imprägnierte
Gewebe oder Matten bei einer geeigneten (Temperatur) ×
(Zeit)-Bedingung, beispielsweise (40°C-80°C) × (1-7 h)
beläßt. Die Menge des vorimprägnierten oder imprägnierten
Harzes beträgt vorzugsweise 5 bis 95%, angegeben als
Gewicht des aufgenommenen Harzes.
Die Erfindung wird anhand von hitzehärtbaren
verstärkenden Harzen beschrieben, jedoch können die
Stützbereiche 5
auch aus einem thermoplastischen Harz anstelle eines hitze
härtbaren Harzes bestehen. Beispeile für entsprechende
thermoplastische Harze sind Polyamid, Polyäthylenterephtha
lat und Polypropylen, die mittels Spritzgießtechnik ver
formt werden.
In Fig. 1 ist die Krümmung betont dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer typi
schen Parabolantenne mit der konkaven
Fläche oder Vorderfläche A und der konvexen Flä
che oder rückwärtigen Fläche B.
Nachstehend wird der Schichtaufbau für die Kunststoff-Parabolantenne anhand von nachgereichten Beispielen näher
erläutert.
Eine parabolförmige Patrize wird mit einem Formtrennmittel
behandelt. Sodann wird ein Gelüberzug aus ungesättigtem
Polyesterharz aufgebracht. Hierauf werden nacheinander ein
Glasfasergewebe mit einem Flächengewicht von 100 p/m2
und eine Masse aus mit Silizium und Aluminium
beschichteten Glasfaserschnitzeln von etwa 2,5 cm Länge als Reflek
torschicht aufeinandergeschichtet. Sodann wird ungesättigtes Poly
esterharz zur Imprägnierung der Schichtanordnung aufge
bracht. Dann wird nach einem üblichen Handaufbauverfahren
eine Überstruktur als Stützbereich aufgebaut. Hierzu werden
Glasseidenmatten oder Rovinggewebe nacheinander aufgeschich
tet, wobei flüssiges ungesättigtes Polyesterharz mit einem
darin enthaltenen Katalysator auf diesen Aufbau aufgebracht
und mit Walze und Bürste behandelt wird, bis die beabsich
tigte Dicke von 4,5 bis 5 mm erhalten wird. Nach dem Härten
wird eine Parabolantenne mit einem Durchmesser von 1,8 m
aus der Form entnommen und einer Endbearbeitung unterzogen.
Als Reflektorschicht wird eine Masse aus mit Silizium und Kupfer beschichteten
Glasfaserschnitzeln verwendet. Ansonsten wird wie in Beispiel 1 verfahren.
Man verfährt wie in Beispiel 2, verwendet aber eine Mischung aus mit Silizium und mit
Nickel beschichteten Glasfaserschnitzeln als Masse für die Reflek
torschicht.
Die gemäß den vorstehenden Beispielen
erhaltenen Parabolantennen werden mit erforderlichen
Antennen-Vorrichtungen, z. B. einem Hornstrahler, einem Wellen
leiter und Empfänger, montiert. Wellenempfangstests
werden zur Messung des Antennengewinns der einzelnen An
tennen durchgeführt, wobei der Abstand von der Sendestelle
200 m be
trägt. Die Ergebnisse
zeigen bei einer Fequenz von 4 GHz einen Antennengewinn von 39,5 dB
für die Antenne vom Beispiel 1, von 39,4 dB für die Antenne von Beispiel
2 und von 39,5 dB für die Antenne von Beispiel 3.
Claims (3)
1. Kunststoff-Parabolantenne mit einer elektrisch leitenden
Reflektorschicht (4), einem gewebe- oder mattenförmigen,
mit einem hitzehärtbaren Harz imprägnierten oder vorimprä
gnierten Material (3 a, 3 b), in das die Reflektorschicht (4)
eingebettet ist, und mit einem zwischen der Reflektorschicht
(4) und der konvexen Oberfläche der Antenne ausgebildeten
Stützbereich (5),
dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektor
schicht (4) metallbeschichtete Glasfaserschnitzel aufweist.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Material ( 3 a, 3 b) aus Glasfasern
oder organischen Fasern besteht.
3. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Parabolan
tenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die metallbeschichteten Glasfaserschnitzel der
Reflektorschicht vorher imprägniert werden und an
schließend die Reflektorschicht zusammen mit dem
anderen Material in einer Form verpreßt wird.
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Free format text: TAUCHNER, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HEUNEMANN, D., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. RAUH, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |