DE3601040A1

DE3601040A1 - Verfahren zum aufbringen von polarisationsselektiven strukturen auf einen reflektor einer richtantenne

Info

Publication number: DE3601040A1
Application number: DE19863601040
Authority: DE
Inventors: Ernst 8000 München Blenninger; Richard 8019 Glonn Haselbeck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3601040C2

Description

Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven
Strukturen auf einen Reflektor einer Richtantenne Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf einen Reflektor einer Richtantenne.
In der hochfrequenten Sende- und Empfangstechnik ist es seit langem üblich, Reflektoren für Antennen mit stark gebündeltem Strahlengang aus Metall herzustellen. Weiterhin ist es bekannt, für die Reflektoren Faserverbundwerkstoffe, bestehend aus in Epoxid- oder Polyimidharzen eingebetteten Fasern, wie Glasfasern, Kevlar oder Kohlenstoffasern, zu verwenden, die mit einem Metallfilm beschichtet werden oder deren Fasern metallisiert sind.
Die Weiterentwicklung in der Sende- und Empfangstechnik hat zu einer Mehrfachnutzung der einzelnen Frequenzen mittels zueinander senkrecht polarisierter Wellen geführt. Aus der US-PS 4 001 836 ist ein für eine Polarisationsrichtung selektiv wirkender Parabol-Reflektor bekannt, der eine reflektierende Oberfläche mit Streifenstruktur aufweist. Diese Streifen werden in einem aufwendigen Prozess zunächst mittels eines fotografischen Atzverfahrens aus einer metallbeschichteten Folie geschnitten und dann in die Reflektorschale eingeklebt.
Abgesehen davon, daß komplizierte Strukturen wie Dipolmuster mit diesem Verfahren nur sehr schwer realisiert werden können, ist es außerdem ungewiß, ob die beim Einsatz derartiger Reflektoren auftretenden großen Temperaturschwankungen nicht zu Deformationen der Struktur durch die auftretenden Scherspannungen führen.
Weiterhin ist aus der Literatur (IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-27, No. 4, July 1979, S. 466-473 und aus "The Handbook of Antenna Design" Vol. 1, Peter Peregrinus Ltd., 1982, S. 184, 185) ein Herstellungverfahren für Resonatorstrukturen bekannt, bei dem auf photochemischem Weg Resonatorstrukturen auf einer Trägerfolie erzeugt werden und die fertige Trägerfolie anschließend in den parabolisch gewölbten Reflektor eingeklebt wird. Abgesehen davon, daß eine derart erzeugte Resonatorstruktur bauartbedingt eine erhebliche Dicke aufweist, ergibt sich wiederum der große Nachteil, daß beim Übertragen und Aufkleben der Trägerfolie erhebliche Ungenauigkeiten entstehen, die verfahrensbedingt nicht vermeidbar sind.
Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf einen Reflektor anzugeben, welches einerseits ein einfaches und hochgenaues Aufbringen der Strukturen auf die Reflektoroberfläche ermöglicht und andererseits thermische Spannungen zwischen dem Trägermaterial und der Struktur weitgehend vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Verfahrensschritte gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Varianten des Verfahrens.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen vorbereiteten Reflektor mit geschnittenem Strukturmuster; Fig. 2 einen Schnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Reflektor.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen bereits mit einem Maskierungslack 3 beschichteten Reflektor 1, bei dem diejenigen Stellen, an denen die Struktur entstehen soll, bereits entfernt wurden.
Derartige Reflektoren werden beispielsweise bei Nachrichtensatelliten eingesetzt. Hierfür werden doppelschalige, hintereinander angeordnete Reflektoren benötigt, die bestimmte Metallmuster - wie Streifen oder Dipole, wie es z.B. im Patent .............. (Anmeldung P 34 31 986.7) vorgeschlagen wurde - mit einer typischen Breite von etwa 0,5 mm und einer Teilung von etwa 2 mm bei einer Toleranz in der Größenordnung von 0,05 mm aufweisen müssen. Weiterhin bestehen für derartige Reflektoren die Forderungen nach geringer Masse und hoher thermischer Stabilität. Gerade bei starken Temperaturschwankungen erzeugen dicke Metallstreifen, die auf einem Faserverbundwerkstoff - wie zum Beispiel Epoxidharz mit Kevlar-, Kohlenstoffaser- oder Glasfasereinlage - aufgebracht sind, erhebliche Scherspannungen, die die Reflektorgeometrie erheblich verformen oder den Reflektor gar zerstören können.
Nachfolgend wird ein Verarbeitungsbeispiel gemäß dem beanspruchten Verfahren beschreiben, welches die oben genannten Nachteile weitgehend vermeidet. Zur Vorbereitung des Beschichtungsverfahrens wird die Reflektorschale nach dem Entfetten zunächst durch Glimmen gereinigt. Dies bedeutet, daß die Oberfläche des Reflektors nach dem Prinzip der Ionenreinigung flammenlos abgebrannt wird, indem beispielsweise eine Kathode unter Beaufschlagung mit Hochspannung über die Reflektor- schale geführt wird. Dann wird die Oberfläche des Reflektors gegebenenfalls mit einer etwa 1500 Å starken SiO2-Schicht 7 vakuumbedampft, um eine ebene Fläche zu erzielen. Darauf wird ein dünner Film (ca. 30 #m) eines Maskierungslackes 3 aufgetragen. Dieser Film 3 wird nun entlang der Umfangs linien 4 der gewünschten polarisationsselektiven Struktur 5 - beispielsweise mit einer CNC-Werkzeugmaschine - geschnitten. Diejenigen Felder 8 des Maskierungslackes 3, die anschließend mit Metall bedampft werden sollen, werden nun abgezogen.
Gegebenenfalls wird die Reflektorschale nach diesem Schritt mit Hilfe eines bekannten Reinigungsverfahrens gereinigt. Dann wird der Reflektor in der Vakuumkammer mit Aluminium 5 mit einer Schichtstärke von etwa 2000 bis 3000 Å bedampft. Über die Aluminiumschicht wird eine Schutzschicht aus Siliziumdioxid mit einer Schichtstärke von etwa 1500 Å aufgedampft, bevor die noch verbliebenen Teile des Maskierungslackes 3 entfernt werden. Nach dem abschließenden nochmaligen Bedampfen mit einer etwa 1500 Å starken Siliziumdioxidschicht als Schutzfilm und UV-Schutzschicht ist der endgültige Schichtaufbau, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, erreicht.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens für polarisationsselektive Reflektoren besteht darin, daß auf einfache Weise eine hochgenaue und aufgrund ihrer geringen Dicke gleichzeitig auch thermisch stabile und leichte Struktur von Streifen oder Dipolen auf die Oberflächen der Reflektoren aufgebracht werden kann. Besonders die Verzerrungen, die beim Obertragenvon auf Trägerfolien aufgebrachten Strukturen auf Reflektoroberflächen zwangsläufig entstehen, können vollständig vermieden werden.

Claims

Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf einen Reflektor einer Richtantenne Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufbringen von polarisationsselektiven Strukturen auf einen Reflektor einer Richtantenne, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Verarbeitungsschritte: a) Auftragen eines Maskierungslackes (3) auf eine vorbereitete Oberfläche (2) des Reflektors (1); b) Schneiden des Lackfilmes (3) entlang der Umfangslinien (4) der polarisationsselektiven Strukturen; c) Entfernen der ausgeschnittenen Strukturformen (8); d) Vakuumbedampfen der Oberfläche (2) mit einem Metall; e) Vakuumbedampfen der Oberfläche (2) mit Siliziumdioxid; f) Entfernen des restlichen Maskierungslackes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Oberfläche (2) des Reflektors (1) vor dem Auftragen des Maskierungslackes (3) gereinigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Oberfläche (2) des Reflektors (1) vor dem Auftragen des Maskierungslackes (3) zuerst gereinigt und anschließend mit Siliziumdioxid vakuumbedampft wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Oberfläche (2) des Reflektors (1) nach dem Entfernen der ausgeschnittenen Strukturformen gereinigt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Oberfläche (2) des Reflektors (1) nach dem Entfernen des restlichen Maskierungslackes mit Siliziumdioxid vakuumbedampft wird.